Brevet FR3047859A1 — publié le 20170818

Antenne réseau d'émission d'ondes électromagnétiques porteuses d'un moment angulaire orbital et procédé d'émission associé La présente invention concerne une antenne réseau d'émission d'ondes électromagnétiques porteuses d'un moment angulaire orbital. La présente invention concerne également un procédé d'émission mis en oeuvre par une telle antenne réseau. Il est connu dans l'état de la technique l'utilisation d'antennes réseaux comportant une pluralité d'éléments rayonnants, souvent identiques et de relativement petites dimensions. Généralement, ces éléments rayonnants sont alimentés de façon contrôlée par un réseau formateur de faisceaux, connu également sous le terme anglais « Beam Forming Network » ou « BFN ». L'utilisation d'une telle structure de l'antenne réseau permet notamment d'obtenir un diagramme de rayonnement souhaité, c'est-à-dire, la répartition spatiale de l'énergie électromagnétique rayonnée. Une telle répartition spatiale permet plus particulièrement d'émettre des ondes électromagnétiques selon une ou plusieurs directions prédéterminées. Ainsi, les antennes réseaux avec une ou plusieurs directions prédéterminées d'émission trouvent un large spectre d'applications dans le domaine des télécommunications et notamment, dans le domaine des télécommunications par la téléphonie mobile ou encore le domaine des communications via des satellites. Différents types d'ondes électromagnétiques peuvent être émis par des antennes réseaux existantes. Parmi ces types d'ondes, on peut notamment citer les ondes électromagnétiques porteuses d'un moment angulaire orbital (OAM, de l'anglais « Orbital Angular Momentum ») présentant un intérêt particulier depuis quelques décennies. En effet, ces ondes permettent de transporter plus d'informations utiles par rapport aux ondes « classiques » sur un même intervalle temporel. Une onde électromagnétique porteuse d'un moment angulaire orbital est caractérisée par une rotation azimutale de sa phase de 0 à 271-1 autour de son axe de propagation générant un front de phase hélicoïdale. Le nombre entier / est l'ordre du moment angulaire orbital correspondant, appelé également charge topologique de l'onde porteuse. La charge topologique / d'une onde classique est égale à zéro. Pour générer une onde porteuse d'un moment angulaire orbital d'une charge topologique / donnée, les éléments rayonnants de l'antenne réseau doivent être disposés symétriquement par rapport à un axe central et émettre des ondes élémentaires selon une loi de phase prédéterminée. 3047859 2 La loi de phase permet notamment de déphaser chaque onde élémentaire à émettre d'une valeur de déphasage prédéterminée de sorte que les ondes élémentaires émises par l'ensemble d'éléments rayonnants forment une onde porteuse d'un moment angulaire orbital d'une charge topologique (donnée. 5 À titre d'exemple, la figure 1 illustre schématiquement une antenne réseau 10 apte à émettre une onde porteuse d'un moment angulaire orbital. Cette antenne comporte N éléments rayonnants E1 à EN numérotés de 1 à N et disposés de manière symétrique et homogène autour de l'axe O. La loi de phase pour cette antenne définit alors une valeur de déphasage Op pour 10 l'élément rayonnant Ep selon l'expression : Op = 360°/(p - 1)/N, où p est le numéro correspondant à l'élément rayonnant Ep et 1 est la charge topologique de l'onde porteuse que l'antenne 10 est apte à émettre. Ainsi, par exemple, pour une antenne réseau comportant quatre éléments rayonnants (N = 4) et configurée pour générer une onde électromagnétique porteuse d'un 15 moment angulaire orbital de la charge topologique égale à un (/ = 1), les valeurs de déphasage Op pour les éléments rayonnants Ep (p = 1, ..., 4) sont définies comme suit : (pl = 0°, 02 = 90°, 03 = 180°, 04 = 270°. Pour faire transporter de l'information utile par les ondes émises par une antenne réseau, il est usuel d'encoder un signal utile dans la phase ou amplitude des ondes rayonnées. De manière générale, cet encodage n'affecte pas le diagramme de 20 rayonnement de l'antenne qui présente alors une propriété intrinsèque de l'antenne. L'encodage d'un signal utile s'effectue par exemple par un modulateur piloté par un module d'encodage prévu à cet effet. Le signal utile encodé est composé par exemple de deux états discrétisés obtenus selon la méthode d'encodage connue sous le terme anglais « Binary Phase Shift Keying ». Selon cette méthode, chaque changement d'un 25 état discrétisé du signal utile correspond à un décalage de phase dans les ondes émises d'une valeur prédéterminée. Le document WO 2012/084039 Al décrit différentes structures d'une antenne réseau apte à émettre une onde porteuse d'un moment angulaire orbital à différentes charges topologiques et transportant un signal utile encodé. Cette antenne comprend 30 notamment une unité de modulation apte à recevoir plusieurs ondes élémentaires transportant un signal utile encodé préalablement dans ces ondes élémentaires, et à déphaser ces ondes élémentaires pour former à la sortie de cette unité, une onde porteuse d'un moment angulaire orbital. 3047859 3 Toutefois, les antennes réseaux conventionnelles d'émission d'ondes électromagnétiques porteuses d'un moment angulaire orbital et capables de commuter d'un ordre à l'autre sont complexes à réaliser et ont des performances d'émission relativement limitées. En particulier, la commutation d'ondes par ces antennes n'est pas 5 suffisamment rapide de sorte que le débit d'information passant par ces antennes n'est pas complètement satisfaisant. D'autre part, il requiert une complexité importante du circuit d'alimentation. La présente invention a pour but de proposer une antenne réseau d'émission d'ondes électromagnétiques porteuses d'un moment angulaire orbital commutable. En 10 particulier, l'antenne réseau selon l'invention permet d'assurer des performances en débit améliorées avec une architecture simple. À cet effet, l'invention a pour objet une antenne réseau d'émission d'ondes électromagnétiques porteuses d'un moment angulaire orbital et transportant un signal encodé, l'antenne réseau comprenant un réseau formateur de faisceaux apte à former 15 une pluralité d'ondes élémentaires à partir d'une onde initiale ; une pluralité de voies d'émission, chaque voie d'émission étant raccordée au réseau formateur de faisceaux pour recevoir une onde élémentaire formée par ce réseau ; une embase comportant une pluralité d'éléments rayonnants distribués sur l'embase de manière axisymétrique, chaque élément rayonnant étant raccordé à une voie d'émission et apte à émettre chaque onde 20 élémentaire issue de cette voie d'émission, les ondes élémentaires émises formant une onde porteuse résultante d'un moment angulaire orbital ; une unité d'encodage permettant de former un signal encodé dans l'onde porteuse résultante. L'antenne comporte en outre au moins une unité de modulation associée à une voie d'émission et étant apte à déphaser d'une valeur de déphasage commutable chaque 25 onde élémentaire passant par cette voie d'émission pour modifier la charge topologique de l'onde porteuse résultante correspondante. L'unité d'encodage est reliée à ladite unité de modulation pour piloter son fonctionnement et apte à former le signal encodé dans l'onde porteuse résultante correspondante en déterminant à chaque instant la valeur de déphasage commutable de 30 ladite unité de modulation. Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - l'unité d'encodage est apte à commuter la valeur de déphasage commutable de 35 ladite unité de modulation entre au moins deux valeurs prédéterminées ; 3047859 4 - l'unité de modulation est apte en outre à modifier l'amplitude de chaque onde élémentaire passant par la voie d'émission correspondante ; - l'unité de modulation est apte en outre à commuter la polarisation circulaire de chaque onde élémentaire passant par la voie d'émission correspondante ; 5 - l'unité d'encodage est apte à commander la commutation de la polarisation circulaire par ladite unité de modulation ; - le signal encodé est transporté par les charges topologiques de l'onde orteuse résultante ; - le signal encodé comprend une séquence temporelle de N états discrétisés, N 10 étant nombre naturel supérieur ou égal deux ; - chaque état discrétisé du signal encodé correspond à la charge topologique de l'onde porteuse résultante à l'instant temporel correspondant à cet état discrétisé ; - l'antenne comporte en outre une unité de modulation initiale apte à modifier la phase et/ou l'amplitude de l'onde initiale en amont du réseau formateur de faisceaux ; et 15 - l'unité d'encodage est apte à piloter en outre le fonctionnement l'unité de modulation initiale. La présente invention a également pour but de proposer un procédé d'émission d'ondes électromagnétiques porteuses d'un moment angulaire orbital et transportant un signal encodé, le procédé étant mis en oeuvre par une antenne d'émission d'ondes 20 électromagnétiques porteuses d'un moment angulaire orbital. Il comporte les étapes suivantes : - formation d'une pluralité d'ondes élémentaires à partir d'une onde initiale par un réseau formateur de faisceaux ; - transmission de chaque onde élémentaire par une voie d'émission 25 correspondante ; - déphasage d'une valeur de déphasage commutable de chaque onde élémentaire passant par au moins une voie d'émission ; - émission de chaque onde élémentaire issue de chaque voie d'émission par un élément rayonnant correspondant, les ondes élémentaires émises formant une onde 30 porteuse d'un moment angulaire orbital résultante et comportant le signal utile encodé. L'étape de déphasage de chaque onde élémentaire est commandée par une unité d'encodage étant apte à former un signal encodé dans l'onde porteuse résultante correspondante en déterminant à chaque instant la valeur de déphasage commutable pour ladite voie d'émission. 3047859 5 Ces caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'une antenne réseau conventionnelle 5 d'émission d'ondes électromagnétiques porteuses d'un moment angulaire orbital ; - la figure 2 est une vue schématique d'une antenne réseau d'émission d'ondes électromagnétiques porteuses d'un moment angulaire orbital selon un premier mode de réalisation, l'antenne réseau comportant un module de composants électroniques ; - la figure 3 est une vue schématique du module de composants électroniques de 10 la figure 2 ; - la figure 4 est une vue schématique illustrant le fonctionnement de l'antenne réseau de la figure 2 ; - la figure 5 est une vue schématique d'un signal utile encodé transporté par une onde porteuse émise par l'antenne réseau de la figure 2 ; 15 - la figure 6 est une vue schématique d'un module de composants électroniques d'une antenne réseau selon un deuxième mode de réalisation ; - la figure 7 est une vue schématique illustrant le fonctionnement de l'antenne réseau de la figure 6 ; - les figure 8 est une vue schématique d'un module de composants électroniques 20 d'une antenne réseau selon un troisième mode de réalisation ; et - les figure 9 est une vue schématique d'un module de composants électroniques d'une antenne réseau selon un quatrième mode de réalisation. L'antenne réseau 20 de la figure 2 comporte une embase 22 et un module 24 de composants électroniques relié à un module 26 d'alimentation électrique et à un module 25 28 de génération d'un signal de source. L'antenne réseau 20 d'émission est apte à émettre des ondes électromagnétiques porteuses d'un moment angulaire orbital de charges topologiques différentes comme ceci sera expliqué par la suite. À des fins de simplicité, le terme « moment angulaire orbital » sera désigné par la suite par le terme « OAM » (de l'anglais « Orbital Angular 30 Momentum »). Les ondes électromagnétiques émises par l'antenne réseau 20 sont aptes à transporter un signal utile généré à partir d'un signal de source issu du module de génération 28. L'antenne réseau 20 est par exemple embarquée dans un satellite géostationnaire 35 de télécommunication. Selon cet exemple de réalisation, l'antenne réseau 20 est apte à 3047859 6 émettre des ondes électromagnétiques vers la surface terrestre et plus particulièrement, vers une ou plusieurs stations au sol. Le module d'alimentation 26 est apte à alimenter l'antenne réseau 20 d'un courant électrique et présente par exemple une batterie du satellite. 5 Le module de génération 28 est apte à générer un signal de source correspondant à partir des informations de télécommunication utiles transmises par le satellite. Par l'information utile, on comprend tout type d'information destinée à une ou plusieurs stations au sol. L'embase 22 de l'antenne réseau 20 est disposée à l'extérieur du satellite et 10 comporte une surface 32 orientée vers la surface terrestre. La surface 32 définit un axe de symétrie 0 et comporte quatre éléments rayonnants E1 à E4 numérotés de 1 à 4 et disposés de manière symétrique et homogène autour de l'axe O. La surface 32 a par exemple une forme circulaire. Le module de composants électriques 24 est disposé par exemple à l'intérieur du 15 satellite. Ce module 24 est illustré plus en détail sur la figure 3. Ainsi, en référence à la figure 3, le module 24 comporte une unité 33 de génération d'une onde initiale, un réseau 34 formateur de faisceaux à partir de l'onde initiale, une voie initiale 36 raccordée à l'unité de génération 33 d'une part et au réseau formateur de faisceaux 34 de l'autre, quatre voies d'émission V1 à V4 raccordées au 20 réseau formateur de faisceaux 34 d'une part et respectivement aux quatre éléments rayonnants E1 à E4 de l'autre, une unité 38 d'encodage et une unité 40 de pilotage. L'unité de génération 33 permet de générer une onde initiale présentant par exemple une onde d'une amplitude et d'une phase prédéterminées.. La voie initiale 36 permet de transmettre l'onde initiale générée vers le réseau 25 formateur de faisceaux 34. Le réseau formateur de faisceaux 34, connu également dans l'état de la technique sous le terme anglais « Beam Forming Network », permet de former une pluralité d'ondes élémentaires à partir d'une onde initiale pour obtenir un diagramme de rayonnement de l'antenne réseau 20 prédéterminé. Le diagramme de rayonnement permet plus 30 particulièrement de définir la répartition spatiale de l'énergie des ondes électromagnétiques émises par l'antenne réseau 20. L'antenne réseau 20 est ainsi une antenne directionnelle. Chaque onde élémentaire formée par le réseau formateur de faisceaux 34 a par exemple une forme sensiblement identique à celle de l'onde initiale ou présente une onde 35 déphasée par rapport à l'onde initiale. 3047859 7 À cet effet, pour chaque voie d'émission V1 à V4 , le réseau formateur de faisceaux 34 comporte des moyens permettant de déphaser l'onde initiale d'une valeur de déphasage fixe fi à f4 déterminée pour chacune des voies V1 à V4 afin de former une onde élémentaire pour cette voie. 5 Ces moyens présentent par exemple des modulateurs implémentés selon des technologies du type « coupleur » connues en soi. Ainsi, selon le premier mode de réalisation, les valeurs de déphasage fixes fi à f4 respectivement pour les voies V1 à V4 prennent les valeurs suivantes : fi = 0°, f2 = 90°, h = 180°, f4 = 90°. Chaque voie d'émission V1 à V4 est apte à transmettre l'onde élémentaire 10 correspondante issue du réseau formateur de faisceaux 34 vers l'élément rayonnant correspondant E1 à E4. Selon le premier mode de réalisation, chacune des voies d'émission V2 et V4 comporte une unité de modulation respectivement M2 et M4 apte à modifier l'onde élémentaire passant par la voie d'émission V2, V4 correspondante. 15 Plus particulièrement, chaque unité de modulation M2, M4 est apte à déphaser chaque onde élémentaire passant par la voie d'émission V2, V4 correspondante d'une valeur de déphasage commutable qui est notée par la suite respectivement par v2 et 774. À cette fin, chacune des unités de modulation M2, M4 comporte un modulateur apte à déphaser chaque onde élémentaire passante d'une valeur de déphasage 20 commutable 772 et 774. Les valeurs de déphasage commutables 772 et v4 sont par exemple commutables entre deux valeurs 0° et 180° selon la technologie « Binary Phase Shift Keying » (ou « BPSK »). Ainsi, les déphasages résultants des ondes élémentaires par rapport à l'onde 25 initiale incluent les déphasages faits par le réseau 34 et éventuellement les déphasages faits par les unités de modulation M2, M4 correspondantes. Les valeurs de déphasage 01 à 04 résultantes des ondes élémentaires sont alors définies par les expressions suivantes : (Pi = fi, 02 = [2 + v2, 03 = f3, 04 = f4 + v4. En fonction des valeurs de déphasage 01 à 04 et notamment en fonction des 30 valeurs de déphasage commutable 772 et 774, les ondes élémentaires émises par l'ensemble des éléments rayonnants E1 à E4 sont aptes à former une onde électromagnétique porteuse d'un OAM d'une charge topologique / égale à 1 ou -1. 3047859 8 La figure 4 illustre dans sa partie gauche une première configuration (v2, v4)1 des valeurs de déphasage commutables v2 et 124 dans laquelle l'onde porteuse résultante est de la charge topologique / égale à 1, et dans sa partie droite une deuxième configuration (v2, v4)2 des valeurs de déphasage commutables v2 et 124 dans laquelle l'onde porteuse 5 résultante est de la charge topologique / égale à -1. Ainsi, selon cette figure, dans la première configuration (v2, v4)1, les valeurs de déphasage commutables v2 et 124 prennent les respectivement les valeurs 0° et 180°. Dans la deuxième configuration (v2, v4)2, les valeurs de déphasage commutables v2 et 124 prennent les respectivement les valeurs 180° et 0°. 10 L'unité d'encodage 38 est reliée au module de génération 28 et apte à recevoir un signal de source issu de ce module de génération 28 pour former un signal utile encodé. Ce signal encodé est transporté par l'onde électromagnétique porteuse d'un OAM résultante. Pour ce faire, l'unité d'encodage 38 est reliée aux unités de modulation M2 et M4 et 15 est apte à commander la commutation des valeurs de déphasage commutables v2 et v4. Plus particulièrement, l'unité d'encodage 38 est à apte à commander la commutation des valeurs de déphasage commutables v2 et 124 de la première configuration (v2, v4)1 vers la deuxième configuration (v2, v4)2 et inversement. Ceci implique un changement de la charge topologique / de l'onde porteuse résultante. 20 Le signal utile encodé correspond ainsi à un signal discrétisé comportant deux états discrétisés. Chaque état discrétisé correspond à une charge topologique / courante de l'onde porteuse résultante. La figure 5 illustre un exemple d'un tel signal utile sur une échelle temporelle t. Ce signal comporte deux états discrétisés e_1 et e1 qui sont intervertis à chaque changement 25 de la charge topologique / de l'onde porteuse résultante. Ainsi, dans l'exemple de cette figure, un premier état discrétisé e1 correspond à la charge topologique courante / = 1 de l'onde porteuse résultante. Un deuxième état discrétisé e_1 correspond à la charge topologique courante / = -1 de l'onde porteuse résultante. 30 L'unité de pilotage 40 est apte à piloter le fonctionnement de l'ensemble des composants électroniques de l'antenne réseau 20 et notamment, de l'unité de génération 33, du réseau formateur 34 et de l'unité d'encodage 38. Un procédé d'émission d'ondes électromagnétiques porteuses d'un OAM de charges topologiques différentes selon le premier mode de réalisation de l'invention va 35 désormais être décrit. 3047859 9 Initialement, le module de génération 28 génère un signal de source destiné à être émis via l'antenne réseau 20. Les valeurs de déphasage commutables v2 et v4 sont par exemple dans leur deuxième configuration (v2, v4)2, c'est-à-dire, v2 = 180° et v4 = 0°. Puis, l'unité de pilotage 40 de l'antenne réseau active le fonctionnement de l'unité 5 de génération 33 pour générer une onde initiale. Le réseau formateur 34 forme alors une pluralité d'ondes élémentaires à partir de l'onde initiale et émet ces ondes élémentaires dans les voies d'émission V1 à V4 correspondantes. Puis, l'unité de pilotage 40 active le fonctionnement de l'unité d'encodage 38 qui encode le signal de source par un signal utile encodé en commutant les valeurs de 10 déphasage commutables v2 et v4, et plus particulièrement en commutant ces valeurs entre leur première (v2, v4)1 et deuxième (v2, v4)2 configurations. Pour encoder un tronçon du signal de source par un premier état discrétisé e1, l'unité d'encodage 38 commute les valeurs de déphasage commutables v2 et v4 dans leur première configuration (v2,124)1, c'est-à-dire, v2 = 0° et v4 = 180°. Dans ce cas, les ondes 15 élémentaires passant par les voies d'émission V1 à V4 sont respectivement déphasées de 0°,90°,180°,270° ce qui correspond à la charge topologique / = 1 de l'onde porteuse résultante. Pour encoder un tronçon du signal de source par un deuxième état discrétisé eo, l'unité d'encodage 38 commute les valeurs de déphasage commutables v2 et v4 dans leur 20 deuxième configuration (12,14)2, c'est-à-dire, v2 = 180° et 174 = 0°. Dans ce cas, les ondes élémentaires passant par les voies d'émission V1 à V4 sont respectivement déphasées de 0°,270°,180°,90° ce qui correspond à la charge topologique / = -1 de l'onde porteuse résultante. Finalement, les éléments rayonnants E1 à E4 émettent simultanément les ondes 25 élémentaires correspondantes qui forment une onde porteuse d'un OAM d'une charge topologique courante 1. Cette charge topologique / dépend alors des valeurs de déphasage commutables v2 et v4, et correspond à l'un des états discrétisés e_1 ou e1 du signal utile encodé et porté par l'onde porteuse résultante. L'onde porteuse résultante est apte à être reçue par une antenne réseau de 30 réception configurée pour décoder le signal encodé qui est transporté par l'onde porteuse. On conçoit alors que la présente invention comporte un certain nombre d'avantages. L'antenne réseau 20 permet d'encoder et de transmettre un signal utile transporté par une onde résultante porteuse d'un OAM de manière particulièrement rapide et simple. 35 En effet, l'utilisation simultanée des unités de modulation M2, M4 pour modifier la charge topologique 1 de l'onde porteuse résultante et pour encoder ainsi un signal utile dans cette 3047859 10 onde, permet d'éviter l'utilisation de modules d'encodage supplémentaires qui sont relativement lents. L'antenne réseau 20 permet en outre de faire du codage direct entre une antenne d'émission et de réception sans risque d'interception du signal encodé par un récepteur 5 conventionnel. L'antenne réseau 20 réalise ainsi un cryptage physique de l'information. Un module 124 de composants électroniques d'une antenne réseau selon un deuxième mode de réalisation est illustré sur la figure 6. L'antenne et notamment la structure du module 124 de cette antenne sont sensiblement analogues à celles décrites précédemment. 10 Le module 124 de la figure 6 diffère du module 24 de la figure 3 en ce qu'il comporte en outre une unité de modulation M3 associée à la voie V3. En particulier, l'unité de modulation M3 est apte à déphaser chaque onde élémentaire passant par la voie V3 d'une valeur de déphasage commutable 773. Cette valeur de déphasage commutable 123 est par exemple commutable entre 15 deux valeurs 0° et 180° selon la technologie « Binary Phase Shift Keying » (ou « BPSK »). En outre, contrairement au cas précédent, les valeurs de déphasage fixes f2 et f4 définies par le réseau 34 respectivement pour les voies V2 et V4 sont égales à 0°. Selon le deuxième mode de réalisation, les valeurs de déphasage commutable v2 et v4 des unités de modulation M2 et M4 sont commutables entre quatre valeurs 0°, 90°, 20 180° et 270° selon la technologie « Quadrature Phase Shift Keying » (ou « QPSK »). Ainsi, en commutant les valeurs de déphasage commutable v2 à v4, il est possible d'obtenir trois charges topologiques / différentes de l'onde porteuse d'un OAM résultante. Ceci est illustré plus en détail sur la figure 7. En effet, dans la partie gauche de cette figure, les valeurs de déphasage commutables v2 à v4 sont dans une première 25 configuration (1)2,1)3,1)4)1 dans laquelle elles prennent respectivement les valeurs 90°, 0° et 270°. Cette configuration correspond à la charge topologique de l'onde porteuse d'un OAM résultante / = 1. Dans la partie centrale de la figure 7, les valeurs de déphasage commutables v2 à v4 sont dans une deuxième configuration (1)2,1)3,1)4)2 dans laquelle elles prennent 30 respectivement les valeurs 0°, 180° et 0°. Cette configuration correspond à la charge topologique de l'onde porteuse d'un OAM résultante / = 0. Finalement, dans la partie droite de la figure 7, les valeurs de déphasage commutables 1)2 à v4 sont dans une troisième configuration (v2, v3, v4)3 dans laquelle elles prennent respectivement les valeurs 270°, 0° et 90°. Cette configuration correspond 35 à la charge topologique de l'onde porteuse d'un OAM résultante / = -1. 3047859 11 Selon ce mode de réalisation, l'unité d'encodage 38 est reliée en outre à l'unité de modulation M3 et apte à commander en outre la commutation de la valeur de déphasage 773. L'unité d'encodage 38 est apte ainsi à commuter les valeurs de déphasage commutables v2 à 774 entre trois configurations (112,113,114)1, (112,113,114)2 et 5 (772, 773, V4)3 - Ceci permet au module d'encodage 38 d'encoder le signal de source par un signal utile encodé comportant trois états discrétisés e_i, eo et e1 correspondant aux trois charges topologiques 1 différentes, à savoir 1 = -1, 1 = 0 et 1 = 1, de l'onde porteuse résultante. 10 Le procédé d'émission mis en oeuvre par l'antenne réseau selon le deuxième mode de réalisation est sensiblement analogue à celui décrit précédemment. L'antenne réseau selon le deuxième mode de réalisation permet alors d'augmenter le nombre d'états discrétisés dans un signal utile encodé et d'augmenter ainsi le débit d'information passant par cette antenne. 15 On conçoit en outre qu'en augmentant le nombre d'éléments rayonnants et en conséquence le nombre de voies d'émission et d'unités de modulation, il est possible d'encoder un signal de source en utilisant N états discrétisés, où le nombre N est défini en avance et compris par exemple entre 2 et 20. Un module 224 de composants électroniques d'une antenne réseau selon un 20 troisième mode de réalisation est illustré sur la figure 8. La structure de ce module 224 est sensiblement identique à celle du module 124 décrite précédemment. Le module 224 de la figure 8 diffère du module 124 de la figure 6 en ce que la voie initiale 36 comporte une unité de modulation Mo analogue aux unités de modulation M2 et M4. 25 L'unité de modulation Mo est apte à déphaser l'onde initiale passant par la voie initiale 36 d'une valeur de déphasage commutable vo. Selon le troisième mode de réalisation, la valeur de déphasage commutable vo de l'unité de modulation Mo est commutable entre quatre valeurs 0°, 90°, 180° et 270° selon la technologie « Quadrature Phase Shift Keying » (ou « QPSK »). 30 L'unité de modulation Mo est reliée à l'unité d'encodage 38 qui permet de commuter la valeur de déphasage commutable vo pour déphaser l'onde initiale. L'antenne réseau selon le troisième mode de réalisation permet ainsi d'encoder un signal de source par trois états discrétisés comme dans le cas précédent mais avec un encodage supplémentaire avec quatre états de phase. 35 Le procédé d'émission mis en oeuvre par l'antenne réseau selon le troisième mode de réalisation est sensiblement analogue à celui décrit précédemment. 3047859 12 Un module 324 de composants électroniques d'une antenne réseau selon un quatrième mode de réalisation est illustré sur la figure 9. La structure de ce module 324 est sensiblement identique à celle du module 24 de l'antenne réseau 20 selon le premier mode de réalisation décrit précédemment. 5 À la différence du module 24, la voie d'émission V1 du module 324 comporte un coupleur 330 apte à diviser l'onde élémentaire passant par la voie d'émission VI en une première onde élémentaire déphasée d'une première valeur de déphasage FI et en une deuxième onde élémentaire sensiblement identique à l'onde élémentaire avant le passage dans le coupleur 330. La première valeur de déphasage Fi est par exemple 10 égale à 90°. En aval du coupleur 330, la voie d'émission VI est divisée en deux voies d'émission Vil et V12 reliant le coupleur 330 à l'élément rayonnant E1. Ainsi, les voies d'émission V11 et V12 sont aptes à transmettre respectivement la première et la deuxième ondes élémentaires jusqu'à l'élément rayonnant E1. 15 La voie d'émission Vil comporte une unité de modulation M1 analogue aux unités de modulation M2 et M4 de l'antenne réseau 20 selon le premier mode de réalisation et implémentée selon la technologie BPSK. La valeur de déphasage fixe f1 pour la voie VI est égale à 0° et la valeur de déphasage commutable y1 du module M1 est commutable entre 0° et 180°. 20 L'unité de modulation M1 est reliée à l'unité d'encodage 38 qui est apte à commander la commutation de la valeur de déphasage commutable La commutation de la valeur de déphasage commutable y1 permet de commuter la polarisation circulaire de la première onde élémentaire émise par l'élément rayonnant E1 par rapport à la deuxième onde élémentaire. Ainsi, la polarisation droite de la première 25 onde élémentaire correspond à la valeur de déphasage commutable y1 égale à 180° et la polarisation gauche correspond à la valeur de déphasage commutable y1 égale à 0°. En commutant la valeur de déphasage commutable v1, l'unité d'encodage 38 est apte à encoder un signal de source par un signal utile encodé comportant en outre un état discrétisé correspondant à la polarisation droite ou gauche de l'onde élémentaire émise 30 par l'élément rayonnant E1. On conçoit alors que la technique d'encodage par la polarisation circulaire de l'onde élémentaire est compatible avec tous les modes de réalisation décrits précédemment. L'homme du métier comprendra en outre que les différents modes de réalisation peuvent être combinés entre eux ce qui permet d'obtenir une configuration 35 optimale de l'antenne réseau pour une application donnée. 3047859 13 Il est également possible d'apporter d'autres améliorations technologiques afin d'optimiser le fonctionnement de l'antenne réseau. Il est possible par exemple d'utiliser des unités de modulation qui permettent en outre de modifier l'amplitude des ondes élémentaires passantes. Ceci permet alors d'optimiser les performances de l'antenne 5 réseau. Il est également possible d'effectuer le déphasage des ondes élémentaires par au moins certaines unités de modulations en utilisant des technologies plus complexes comme par exemple « N-Phase Shift Keying » (ou « NPSK »). Il est également possible d'augmenter le nombre d'éléments rayonnants et/ou de 10 modifier les valeurs de déphasage fixes ou commutables dans les unités de modulation. Il est également possible de piloter le fonctionnement du réseau formateur de faisceaux 34 par le module d'encodage 38 afin d'encoder au moins une partie du signal utile en utilisant des techniques conventionnelles. Ainsi, dans ce cas, le signal résultant transporté par l'onde porteuse résultante est encodé en utilisant des techniques 15 conventionnelles et la technique selon l'invention, c'est-à-dire, en modifiant la charge topologique de l'onde porteuse d'un OAM résultante. En outre, un pilotage approprié en alimentation du réseau formateur de faisceaux 34 permet d'améliorer les performances de l'antenne. Bien entendu, d'autres exemples de réalisation de l'invention sont également 20 possibles. REVENDICATIONS1.- Antenne réseau (20) d'émission d'ondes électromagnétiques porteuses d'un moment angulaire orbital (OAM) et transportant un signal encodé, l'antenne réseau (20) comprenant : - un réseau (34) formateur de faisceaux apte à former une pluralité d'ondes élémentaires à partir d'une onde initiale ; - une pluralité de voies d'émission (V1, ..., V4), chaque voie d'émission (V1, ..., V4) étant raccordée au réseau formateur de faisceaux (34) pour recevoir une onde élémentaire formée par ce réseau (34) ; - une embase (22) comportant une pluralité d'éléments rayonnants (El, ...,E4) distribués sur l'embase (22) de manière axisymétrique, chaque élément rayonnant (E1, ..., E4) étant raccordé à une voie d'émission (V1, ..., V4) et apte à émettre chaque onde élémentaire issue de cette voie d'émission, les ondes élémentaires émises formant une onde porteuse résultante d'un moment angulaire orbital (OAM) ; - une unité (38) d'encodage permettant de former un signal encodé dans l'onde porteuse résultante ; caractérisée : - en ce qu'elle comporte en outre au moins une unité de modulation (M2, ..., M4) associée à une voie d'émission (V1, ..., V4) et étant apte à déphaser d'une valeur de déphasage commutable (v2, ..., v4) chaque onde élémentaire passant par cette voie d'émission (V1, ..., V4) pour modifier la charge topologique (/) de l'onde porteuse résultante correspondante ; et - en ce que l'unité d'encodage (38) est reliée à ladite unité de modulation (M2, ..., M4) pour piloter son fonctionnement et apte à former le signal encodé dans l'onde porteuse résultante correspondante en déterminant à chaque instant la valeur de déphasage commutable (v2, ..., v4) de ladite unité de modulation (M2, ..., M4). 2.- Antenne (20) selon la revendication 1, dans laquelle l'unité d'encodage (38) est apte à commuter la valeur de déphasage commutable (v2, ..., v4) de ladite unité de modulation (M2, ..., M4) entre au moins deux valeurs prédéterminées. 3.- Antenne (20) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle ladite unité de modulation (M2, ..., M4) est apte en outre à modifier l'amplitude de chaque onde élémentaire passant par la voie d'émission (V1, ..., V4) correspondante. 3047859 15 4.- Antenne (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite unité de modulation (M1) est apte en outre à commuter la polarisation circulaire de chaque onde élémentaire passant par la voie d'émission (V1, ..., V4) 5 correspondante. 5.- Antenne (20) selon la revendication 4, dans laquelle l'unité d'encodage (38) est apte à commander la commutation de la polarisation circulaire par ladite unité de modulation (M1). 10 6.- Antenne (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le signal encodé est transporté par les charges topologiques (/) de l'onde porteuse résultante. 15 7.- Antenne (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le signal encodé comprend une séquence temporelle de N états discrétisés (e_1, eo, e1), N étant nombre naturel supérieur ou égal deux. 8.- Antenne (20) selon la revendication 7, dans laquelle chaque état discrétisé 20 (e_1, eo, e1) du signal encodé correspond à la charge topologique (/) de l'onde porteuse résultante à l'instant temporel correspondant à cet état discrétisé. 9.- Antenne (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre une unité de modulation initiale (M0) apte à modifier la phase et/ou 25 l'amplitude de l'onde initiale en amont du réseau formateur de faisceaux (34). 10.- Antenne (20) selon la revendication 9, dans laquelle l'unité d'encodage (38) est apte à piloter en outre le fonctionnement l'unité de modulation initiale (M0). 30 11.- Procédé d'émission d'ondes électromagnétiques porteuses d'un moment angulaire orbital (OAM) et transportant un signal encodé, le procédé étant mis en oeuvre par une antenne d'émission (20) d'ondes électromagnétiques porteuses d'un moment angulaire orbital (OAM) et comportant les étapes suivantes : - formation d'une pluralité d'ondes élémentaires à partir d'une onde initiale par un 35 réseau (34) formateur de faisceaux ; 3047859 16 - transmission de chaque onde élémentaire par une voie d'émission (171, ..., V4) correspondante ; - déphasage d'une valeur de déphasage commutable (v2, ...,124) de chaque onde élémentaire passant par au moins une voie d'émission (V1, ..., V4) ; 5 - émission de chaque onde élémentaire issue de chaque voie d'émission (V1, ..., V4) par un élément rayonnant (El, ...,E4) correspondant, les ondes élémentaires émises formant une onde porteuse d'un moment angulaire orbital (OAM) résultante et comportant le signal utile encodé ; caractérisé en ce que l'étape de déphasage de chaque onde élémentaire est 10 commandée par une unité (38) d'encodage étant apte à former un signal encodé dans l'onde porteuse résultante correspondante en déterminant à chaque instant la valeur de déphasage commutable (v2, ..., v4) pour ladite voie d'émission (V1, ..., V4). 15