Brevet FR3039326A1 — publié le 20170127

La présente invention concerne les ensembles de réflecteurs d'antennes électromagnétiques. Quoique non exclusivement, elle est particulièrement appropriée à être mise en oeuvre dans les satellites artificiels de communication. On connaît déjà des ensembles de réflecteurs d'antennes électromagnétiques comportant deux réflecteurs en forme de coques, rendus solidaires l'un de l'autre par l'intermédiaire d'un support commun. Dans certains de ces modes de réalisation connus, les deux réflecteurs et ledit support commun peuvent même être réalisés en une unique pièce de moulage. L'utilisation de tels ensembles de réflecteurs d'antennes est particulièrement avantageuse dans le cas où ils sont déployables et articulés à la structure d'un satellite artificiel : en effet, dans ce cas, un seul dispositif de déploiement peut être utilisé pour les deux réflecteurs, ce qui entraîne un gain de masse et de coûts. Cependant, dans ces ensembles de réflecteurs d'antennes connus, les réflecteurs sont mécaniquement et thermiquement couplés entre eux par l'intermédiaire dudit support commun, de sorte que les déformations thermoélastiques de l'un sont transmises à l'autre et que toutes les déformations thermo-élastiques des réflecteurs peuvent se combiner pour amplifier leurs effets négatifs sur les performances des antennes associées. Il en résulte que ces ensembles de réflecteurs d'antennes connus doivent comporter un support commun de masse élevée et ne peuvent comporter que des réflecteurs de technologie identique. De plus, les ensembles de réflecteurs d'antennes connus sont réalisés selon des configurations d'antennes particulières, qui ne peuvent être adaptées à des configurations différentes. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. À cette fin, selon l'invention, l'ensemble comportant au moins deux réflecteurs d'antennes électromagnétiques, lesdits réflecteurs présentant la forme de coques et lesdites coques étant portées par un support commun, est remarquable en ce que : 3039326 2 - lesdites coques sont réalisées en une matière composite fibres-résine, - ledit support commun est une structure tubulaire constituée de tronçons de tubes de matière composite fibres-résine assemblés les uns aux autres ; et - lesdites coques sont fixées individuellement à ladite structure tubulaire par 5 l'intermédiaire de pattes d'entretoises. On comprendra aisément que : - puisque les coques et le support commun sont réalisés en matière composite fibres-résine, notamment à base de fibres de carbone et de résine époxy, ledit ensemble peut être léger, d'autant plus que lesdites coques 10 peuvent être minces, tout en préservant d'excellentes propriétés mécaniques ; - puisque le support commun se présente sous la forme d'un assemblage tubulaire, il est aisément adaptable à une pluralité de configurations différentes ; - puisque des entretoises, de préférence également réalisées en matière 15 composite fibres-résine, sont interposées entre lesdites coques et le support commun, les couplages thermiques et mécaniques entre lesdites coques par l'intermédiaire du support commun sont pratiquement éliminés ; et - en conséquence du découplage thermique et mécanique procuré par les pattes d'entretoises, on peut aisément réaliser des ensembles dans lesquels 20 lesdits réflecteurs travaillent dans des bandes de fréquences différentes. Par exemple, l'un des réflecteurs de l'ensemble peut travailler dans une bande de fréquence inférieure à la bande Ka, alors qu'un autre réflecteur travaille dans cette dernière bande ou dans la bande Q / V. Dans le premier cas, la coque du réflecteur peut être ajourée, ce qui en abaisse encore la 25 masse et la rend insensible aux sollicitations acoustiques. De préférence, lesdits tronçons de tube des structures tubulaires sont assemblés les uns aux autres à l'aide de manchons, également en matière composite fibres-résine, auxquels ils sont fixés par collage. Les pattes d'entretoises peuvent aussi être réalisées en une matière 30 composite fibres-résine et présenter la forme d'une équerre dont une branche est collée à la face convexe de la coque correspondante et dont l'autre branche est collée à un tronçon de tube de la structure tubulaire. Une telle 3039326 3 patte d'entretoise permet de maintenir un écart entre la coque de réflecteur et la structure tubulaire et donc de découpler ladite coque de réflecteur de cette dernière. Notamment dans le cas où ledit ensemble de réflecteurs est monté 5 sur le corps d'un satellite artificiel de façon à pouvoir occuper une position repliée, puis une position déployée, il est avantageux que ladite structure tubulaire comporte au moins un bras permettant l'articulation dudit ensemble de réflecteurs sur ledit corps de satellite. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment 10 l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue de l'arrière d'un mode de réalisation de l'ensemble de réflecteurs d'antennes conforme à la présente invention, permettant de voir le support commun et la face arrière convexe desdits 15 réflecteurs. La figure 2 est également une vue de l'arrière d'une variante de réalisation de l'ensemble de réflecteurs d'antennes conforme à la présente invention. Les figures 3, 4 et 5 illustrent des exemples de manchon 20 d'assemblage pour les tronçons de tubes des supports communs des ensembles de réflecteurs des figures 1 et 2. La figure 6 montre, en coupe schématique, une patte d'entretoise reliant la face arrière convexe d'un réflecteur à un tronçon de tube du support commun. 25 La figure 7 illustre un exemple de réalisation non limitatif de la structure ajourée d'une coque d'antenne travaillant dans une bande de fréquence inférieure à la bande Ka. Les exemples de réalisation R1 et R2 d'ensembles de réflecteurs d'antennes électromagnétiques, respectivement illustrés par les figures 1 et 2, 30 comportent chacun une structure tubulaire S1 ou S2 constituée par l'assemblage de tronçons de tubes T de matière composite fibres-résine, par exemple à base de fibres de carbone et de résine époxy. 3039326 4 Les tronçons de tubes T sont assemblés les uns aux autres à l'aide de manchons d'emboîtage M, également réalisés en matière composite fibres-résine, dans lesquels les extrémités des tronçons de tubes T sont emboîtées et collées. Les manchons d'emboîtage M peuvent également être 5 réalisés en une matière composite à base de fibres de carbone et de résine époxy et peuvent présenter différentes formes. À titre d'exemples non limitatifs, sur les figures 3, 4 et 5, on a représenté des manchons d'emboîtage M respectivement adaptés à l'assemblage de deux tronçons de tube T à angle droit, à l'assemblage de deux tronçons de tube T à angle obtus et à 10 l'assemblage de trois tronçons de tube T. Bien entendu, d'autres types de manchons M que ceux illustrés par les figures 4, 5 et 6 peuvent être utilisés. Les structures tubulaires S1 et S2 servent de support commun à au moins deux réflecteurs d'antennes. Dans les exemples représentés, la structure tubulaire S1 de la figure 1 porte deux réflecteurs A1 et A2, alors que 15 la structure tubulaire S2 de la figure 2 porte trois réflecteurs A1, A2 et A3. Chacun des réflecteurs A1, A2 et A3 est constitué par une coque mince C de matière composite fibres-résine (voir la figure 6), de préférence en une matière composite fibres de carbone - résine époxy. En fonction de la bande de fréquence dans laquelle travaille le 20 réflecteur A1, A2, A3, la structure de sa coque mince C peut être pleine ou ajourée. Par exemple, si l'un desdits réflecteurs travaille dans une bande de fréquence inférieure à la bande Ka, sa coque C peut être ajourée, ce qui en diminue la masse. Comme cela est illustré schématiquement, à titre non 25 limitatif, par la figure 7, les jours de ladite coque peuvent être formés par des mailles m formées dans l'entrelacs des mèches de fibres F constituant ladite coque. En revanche, si l'un des réflecteurs A1, A2, A3 travaille dans la bande de fréquence Ka ou Q / V, les mèches de fibres F de l'entrelacs de fibres 30 formant sa coque C ne ménagent entre elles aucune maille, de sorte que ladite coque est pleine. 3039326 5 Les coques de chacun des réflecteurs A1, A2, A3 sont fixées individuellement aux structures tubulaires S1 et S2 par l'intermédiaire de pattes d'entretoise E. Comme l'illustre la figure 6, les pattes d'entretoise E présentent la forme de cornière dont une branche est collée à la face convexe 5 f de la coque C correspondante et dont l'autre branche est collée à un tronçon de tube T de la structure S1 ou S2. Les pattes d'entretoise E sont réalisées en une matière composite fibres-résine, de préférence à base de fibres de carbone et de résine époxy, et elles maintiennent un écart e entre la structure S1, S2 et la coque C. 10 Éventuellement, les pattes d'entretoise E peuvent comporter une cornière de renfort r opposée, en matière composite fibres-résine, collée à ladite face convexe f de la coque C correspondante. Comme montré par les figures 1 et 2, les ensembles de réflecteurs R1 et R2 peuvent comporter un bras B1 ou B2, faisant partie de la structure 15 tubulaire S1 ou S2 et destiné à permettre l'articulation desdits ensembles de réflecteurs sur le corps d'un satellite artificiel. REVENDICATIONSI. Ensemble (R1, R2) comportant au moins deux réflecteurs (A1, A2, A3) d'antennes électromagnétiques, lesdits réflecteurs présentant la forme de coques et lesdites coques étant portées par un support commun, caractérisé en ce que : - lesdites coques (C) sont réalisées en une matière composite fibres-résine ; - ledit support commun est une structure tubulaire (S1, S2) constituée de tronçons de tubes (T) de matière composite fibres-résine assemblés les uns aux autres ; et - lesdites coques (C) sont fixées individuellement à ladite structure tubulaire (S1, S2) par l'intermédiaire de pattes d'entretoises (E). 2. Ensemble de réflecteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits réflecteurs d'antennes (A1, A2, A3) sont d'au moins deux types différents travaillant dans des bandes de fréquence différentes. 3. Ensemble de réflecteurs selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'un des types de réflecteur travaille dans une bande de fréquence inférieure à la bande Ka et en ce que la coque (C) de ce type de réflecteur est ajourée. 4. Ensemble de réflecteurs selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'un des types de réflecteur travaille dans la bande de fréquence Ka ou Q / V et en ce que la coque de ce type de réflecteur est pleine. 5. Ensemble de réflecteurs selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits tronçons de tubes (T) de matière composite fibres-résine de ladite structure tubulaire sont au moins en partie assemblés par des manchons d'emboîtage (M) solidarisés desdits tronçons de tubes (T) par collage. 6. Ensemble de réflecteurs selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits manchons d'emboîtage (M) sont réalisés en une matière composite fibres-résine. 3039326 7 7. Ensemble de réflecteurs selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les pattes d'entretoises (E) sont réalisées en une matière composite fibres-résine et présentent la forme d'une équerre dont une branche est collée à la face convexe (f) de la coque (C) correspondante et 5 dont l'autre branche est collée à ladite structure tubulaire (S1, 82) en maintenant un écart (e) entre celle-ci et ladite face convexe. 8. Ensemble de réflecteurs selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite structure tubulaire (S1, S2) comporte au moins un bras (B1, B2) permettant l'articulation dudit ensemble de réflecteurs sur le 10 corps d'un satellite artificiel.