Brevet FR3131283A1 — publié le 20230630

Satellite comprenant une antenne rayonnante déployable L’invention se rapporte à un satellite comprenant :un châssis, une antenne rayonnante comprenant : des éléments rayonnants ; des amplificateurs associés aux éléments rayonnants ; une embase sur laquelle les éléments rayonnants et les amplificateurs sont montés, l’embase étant configurée pour porter les éléments rayonnants et les amplificateurs et pour évacuer de la chaleur émise par les éléments rayonnants et/ou les amplificateurs lorsqu’ils sont en fonctionnement, l’embase comprenant au moins un panneau fixe fixé au châssis et au moins un panneau déployable articulé au premier panneau, chacun des panneaux portant au moins un des éléments rayonnants et un amplificateur; et une boucle diphasique dans laquelle circule un fluide et configurée pour récupérer la chaleur et transmise à l’embase, la boucle diphasique comprenant : deux portions, chacune fixée à l’un des deux panneaux de l’embase ; et des raccordements flexibles comprenant au moins un canal thermique flexible et connectant les portions de la boucle diphasique, le fluide circulant dans le au moins un canal thermique flexible. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Satellite comprenant une antenne rayonnante déployable L’invention concerne des satellites comprenant une antenne rayonnante et, en particulier, une antenne rayonnante comprenant une boucle diphasique. ARRIÈRE-PLAN Les antennes rayonnantes à balayage, souvent appelées antennes actives pour applications spatiales comprennent en général quelques dizaines ou quelques centaines d’éléments rayonnants associés à des amplificateurs et ont des surfaces de moins de un mètre carré. Ces antennes rayonnantes actives peuvent être assemblées facilement sur Terre avant d’être transportées vers l’espace. Ces antennes rayonnantes sont également facilement transportables à bord de fusées et ou navettes spatiales. De plus, lors de l’utilisation, une partie de la puissance consommée par les amplificateurs et éléments rayonnants est dissipée sous forme de chaleur qu’il est nécessaire d’évacuer par exemple par systèmes de contrôle thermique basés sur l’utilisation de composants fluidiques passifs (tels que des caloducs ou des boucles à pompage capillaire). Pour évacuer la chaleur, ces antennes nécessitent une proximité entre les amplificateurs et des radiateurs. Cependant, pour des satellites ayant des applications en télécommunication, afin d’assurer des hauts débits et ultra hauts débits, les antennes actives requièrent une large surface et nécessitent une consommation de fortes puissances, engendrant ainsi une dissipation de fortes puissances. Ainsi, pour des applications nécessitant des antennes ayant une surface plus grande (par exemple, supérieure à 8 m 2 ) et de nombreux éléments rayonnants (par exemple, plusieurs milliers), les systèmes connus comprenant des antennes rayonnantes ne permettent pas de garantir une température homogène sur toute leur surface lorsque la puissance émise est importante. De plus, les antennes de large surface et comprenant de nombreux éléments rayonnants sont difficilement transportables à bord de fusées et ou navettes spatiales, difficilement assemblables et dissipent de forte puissances (par exemple supérieure à 10 kW) qui ne peuvent pas être récupérés par les systèmes de contrôle thermique actuels. Enfin, la notion d’homogénéité en température entre les différents éléments rayonnants est un paramètre clé pour garantir la performance radiofréquence de systèmes comprenant des antennes rayonnantes. Un gradient de 5 à 10°C permet de garantir cette performance. RÉSUMÉ Afin de pallier les inconvénients des satellites comprenant des antennes rayonnantes de grandes surfaces (par exemple, supérieure à 8 m 2 ) et ayant de nombreux éléments rayonnants (par exemple, plusieurs milliers), l’invention propose un satellite comprenant une antenne rayonnante comprenant un panneau fixe et au moins un panneau déployable et une boucle diphasique comprenant des raccordements flexibles. A cet effet, l’invention a pour objet un satellite pouvant être assemblé et transporté, même lorsque l’antenne rayonnante a une grande surface et une forte puissance. De plus, la boucle diphasique permet de récupérer la chaleur émise par de nombreux éléments rayonnants. L’invention vient à améliorer la situation en proposant un satellite comprenant : un châssis, une antenne rayonnante comprenant : des éléments rayonnants ; des amplificateurs associés aux éléments rayonnants, une embase sur laquelle les éléments rayonnants et les amplificateurs sont montés, l’embase étant configurée pour porter les éléments rayonnants et les amplificateurs et pour évacuer de la chaleur émise par les éléments rayonnants et/ou les amplificateurs lorsqu’ils sont en fonctionnement, l’embase comprenant au moins un panneau fixe fixé au châssis et au moins un panneau déployable articulé au premier panneau, chacun des panneaux portant au moins un des éléments rayonnants ; et une boucle diphasique dans laquelle circule un fluide et configurée pour récupérer la chaleur et transmise à l’embase, la boucle diphasique comprenant : deux portions, chacune fixée à l’un des deux panneaux de l’embase ; et des raccordements flexibles comprenant au moins un canal thermique flexible et connectant les portions de la boucle diphasique, le fluide circulant dans le au moins un canal thermique flexible. Dans un mode de réalisation, le panneau déployable est configuré pour avoir une position déployée lorsque le satellite est en service et une position repliée lorsque le satellite est en transport. Dans un mode de réalisation, la boucle diphasique comprend une pompe configurée pour faire circuler le fluide avec un débit supérieur à une valeur prédéterminée et un état diphasique dans chaque panneau et au moins un condenseur configuré pour évacuer de la chaleur du fluide. Dans un mode de réalisation, l’antenne rayonnante a une surface allant de 8 m 2 à 20 m 2 . Dans un mode de réalisation, le fluide est un fluide caloporteur configuré pour une utilisation à l’état liquide et à l’état diphasique. Dans un mode de réalisation, le fluide caloporteur est de l’ammoniac. Dans un mode de réalisation, les raccordements flexibles comprennent des canaux configurés pour transmettre des signaux véhiculant une onde électromagnétique émise et/ou reçue par les éléments rayonnants. L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures parmi lesquelles : la illustre un exemple de satellite comprenant une antenne rayonnante en position déployée vu de profil ; la illustre un exemple de satellite comprenant une antenne rayonnante en position repliée vu de profil ; la illustre un exemple d’antenne rayonnante en position déployée vu de dessus ; et la illustre un autre exemple d’antenne rayonnante en position déployée vu de dessus. Satellite comprenant : un châssis (102), une antenne rayonnante (120) comprenant : des éléments rayonnants (110) ; des amplificateurs (103) associés aux éléments rayonnants ; une embase (104) sur laquelle les éléments rayonnants et les amplificateurs sont montés, l’embase étant configurée pour porter les éléments rayonnants et les amplificateurs et pour évacuer de la chaleur émise par les éléments rayonnants et/ou les amplificateurs (103) lorsqu’ils sont en fonctionnement, l’embase comprenant au moins un panneau fixe (104a) fixé au châssis et au moins un panneau déployable (104b, 104c) articulé au premier panneau, chacun des panneaux portant au moins un des éléments rayonnants et un amplificateur; et une boucle diphasique (106) dans laquelle circule un fluide et configurée pour récupérer la chaleur et transmise à l’embase, la boucle diphasique comprenant : deux portions (106a, 106b, 106c), chacune fixée à l’un des deux panneaux de l’embase ; et des raccordements flexibles (108) comprenant au moins un canal thermique flexible et connectant les portions de la boucle diphasique, le fluide circulant dans le au moins un canal thermique flexible. Satellite selon la revendication 1, dans lequel le panneau déployable est configuré pour avoir une position déployée lorsque le satellite est en service et une position repliée lorsque le satellite est en transport. Satellite selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la boucle diphasique comprend une pompe configurée pour faire circuler le fluide avec un débit supérieur à une valeur prédéterminée et un état diphasique dans chaque panneau et au moins un condenseur configuré pour évacuer de la chaleur du fluide. Satellite selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’antenne rayonnante a une surface allant de 8 m 2 à 20 m 2 . Satellite selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le fluide est un fluide caloporteur configuré pour une utilisation à l’état liquide et à l’état diphasique. Satellite selon la revendication 5, dans lequel le fluide caloporteur est de l’ammoniac. Satellite selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les raccordements flexibles comprennent des canaux configurés pour transmettre des signaux véhiculant une onde électromagnétique émise et/ou reçue par les éléments rayonnants.