Brevet FR3131466A1 — publié le 20230630

L’invention concerne une membrane déployable pour une antenne (2) pouvant prendre un premier état replié (32) dans lequel l’encombrement de la membrane est réduit et un second état déployé (31) dans lequel la membrane présente une géométrie optimale pour l’antenne. Selon l’invention, la membrane comprend au moins un bras solidarisé à la membrane, ledit bras comprenant un matériau à mémoire de forme. Figure pour l'abrégé : Fig. 3 Membrane pour antenne Domaine technique de l'invention La présente invention concerne de manière générale les antennes, et en particulier les antennes radiofréquence. Arrière-plan technique Une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de capter (récepteur) des ondes électromagnétiques. L'antenne est un élément clé dans un système radioélectrique. Elle est caractérisée notamment par ses rendement, gain, et diagramme de rayonnement. Ces paramètres influencent directement les performances de qualité et de portée du système. En hyperfréquences, on connait notamment les antennes à réflecteur. Ces antennes peuvent notamment utiliser des réflecteurs plans ou paraboliques. L'antenne parabolique est la plus connue pour son usage en télévision satellitaire ou pour des applications spatiales. L’antenne parabolique comprend classiquement un réflecteur parabolique qui est chargé de concentrer les ondes reçues ou émises vers une source de l’antenne. Classiquement la source est placée au foyer de la parabole. La source peut être un transmetteur dans le cas d’une antenne utilisée en émission ou un récepteur dans le cas d’une antenne utilisée en réception. Il existe également les antennes planaires comprenant un élément rayonnant sous la forme d’une feuille plane qui peut prendre la forme d’un rectangle, d’un carré ou d’un bandeau. Dans le domaine spatial, le poids et l’encombrement de l’antenne sont primordiaux et notamment pendant le lancement d’un satellite, d’un véhicule spatial ou de tout autre objet. Ainsi, des antennes déployables ont été développées. Certains utilisent des pétales rigides pliants qui peuvent être déployés de sorte à former une parabole ou une antenne planaire. Cependant ce type d’antenne présente les inconvénients d’être lourd et complexe à fabriquer et à mettre en œuvre (ce qui entraine des risques de défaillance accrus). D’autres technologies d’antennes déployables mettent en œuvre un réseau métallique pliable ou un film plastique métallisé. Les inconvénients de ces technologies restent le poids et le risque de défaillance du fait de la complexité de leur mode de fonctionnement. Sur la base de ce problème, la présente invention a donc pour tâche de développer une nouvelle technologie permettant de réaliser des antennes qui sont plus légères. Un autre objectif de la présente invention est d’obtenir des antennes qui sont moins encombrantes. Un autre objectif de la présente invention est d’obtenir des antennes qui sont moins coûteuses et plus simple à mettre en œuvre. Un autre objectif de la présente invention est de réaliser des antennes qui sont plus fiables. L’invention concerne en particulier une membrane élastique pour une antenne, la membrane comprenant elle comprend un enchevêtrement d’un ou plusieurs fil(s) conducteur(s) non tissé(s) solidarisé(s) dans une matrice d’un matériau élastique. Dans le cadre de la présente invention, on entend par enchevêtrement, tout regroupement ou groupement ou enchevêtrement ou entrelacement d’au moins un fil(s). Dans le cadre de la présente invention, on entend par fil un élément présentant une forme s’étendant de manière longitudinale. Par exemple, un ruban (ou un long rectangle) doit également être considéré comme un fil au sens de la présente invention. Un fil peut présenter tout diamètre même important tel qu’une corde ou un cylindre. Avantageusement, au moins un du ou des fils conducteurs de l’enchevêtrement est un fil comprenant un premier brin en un matériau conducteur électrique et un second brin en un matériau thermoformable déformable, lesdits premier et second brins étant entrelacés. Bien entendu, le matériau thermoformable peut être rigide ou même élastique. Avantageusement, le matériau thermoformable est un silicone. Avantageusement, la matrice est obtenue à partir du matériau thermoformable du second brin. Avantageusement, l’entrelacement des premier et second brins est obtenu par guipage. Bien entendu, l’entrelacement peut être obtenu par toute autre technique de liage de brins ou fils tels que par exemple le tissage, le tricotage ou par fonte ou fusion au moins partielle d’au moins un des brins.Selon un mode de réalisation de la présente invention, la membrane est une membrane déployable pour une antenne pouvant prendre un premier état replié (ou encore plié ou encore comprimés ou encore froissé ou encore à encombrement réduit) dans lequel l’encombrement de la membrane est réduit et un second état déployé (ou encore déplié ou encore décomprimé ou encore défroissé ou encore à encombrement plus important) dans lequel la membrane présente une géométrie optimale pour l’antenne. Selon l’invention, la membrane peut comprendre au moins un bras solidarisé à la membrane, ledit bras comprenant un matériau à mémoire de forme. Selon un mode de réalisation de l’invention, au moins un du ou des bras comprend un fil comprenant un premier brin en un matériau à mémoire de forme et un second brin en un matériau conducteur électrique, ledit second brin étant enroulé autour du premier brin. Selon au moins un mode de réalisation de l’invention, au moins un du ou des bras comprend un fil réalisé en un alliage d’un matériau à mémoire de forme et d’un matériau conducteur électrique. L’invention concerne également une antenne à réflecteur dont le réflecteur comprend une membrane tel que précédemment décrite. L’invention concerne également une antenne planaire comprenant un panneau rayonnant qui comprend lui-même une membrane telle que précédemment décrite. L’invention concerne également une membrane déployable pour une antenne pouvant prendre un premier état replié (ou encore plié ou encore comprimés ou encore froissé ou encore à encombrement réduit) dans lequel l’encombrement de la membrane est réduit et un second état déployé (ou encore déplié ou encore décomprimé ou encore défroissé ou encore à encombrement plus important) dans lequel la membrane présente une géométrie optimale pour l’antenne. Selon l’invention, la membrane peut comprendre au moins un bras solidarisé à la membrane, ledit bras comprenant un matériau à mémoire de forme. Dans le cadre de la présente invention, on entend par solidarisé, une solidarisation de manière directe ou de manière indirecte (par exemple relié via un autre élément). Dans le cadre de la présente invention, on entend par matériau à mémoire de forme tout matériau qui, une fois déformé, est susceptible de reprendre au moins partiellement une forme, un encombrement, une géométrie ou une configuration sous certaines conditions. Un matériau à réversibilité de forme ou matériau à état réversible est également à considérer comme un matériau à mémoire de forme selon l’invention. Ainsi, selon un mode de réalisation de l’invention, le déploiement de la membrane peut être activé par une action interne ou une action externe, par exemple un échauffement thermique. Avantageusement, au moins un du ou des bras comprend un fil comprenant un premier brin en un matériau à mémoire de forme et un second brin en un matériau conducteur électrique, ledit second brin étant enroulé autour du premier brin. Selon un mode de réalisation de l’invention, au moins un bras comprend un assemblage d’au moins deux constituants : un constituant à base d’un matériaux à état réversible de forme et un autre constituant à base d’un autre matériau qui est conducteur électrique. Par exemple, si le bras est un fil, cela peut-être l’assemblage de fils remplissant ces fonctions. Avantageusement, au moins un du ou des bras comprend un fil réalisé en un alliage d’un matériau à mémoire de forme et d’un matériau conducteur électrique. Selon un mode de réalisation de l’invention, le matériau conducteur électrique est tel qu’il permet de par ses propriétés physico chimiques de permettre un échauffement thermique. Avantageusement, la membrane déployable à une forme de parabole en état déployé et en ce qu’elle comprend plusieurs bras solidarisés à la surface interne de la parabole et s’étendant du centre de la parabole vers la périphérie de la parabole lorsque dans l’état déployé. Avantageusement, la membrane déployable à une forme de bandeau en état déployé et en ce qu’elle comprend au moins un bras solidarisé de manière parallèle au bandeau lorsque dans l’état déployé. Avantageusement, la membrane est une membrane élastique. Selon un mode de réalisation de l’invention, la membrane comprend un enchevêtrement d’un ou plusieurs fil(s) conducteur(s) non tissé(s) solidarisé(s) dans une matrice d’un matériau élastique. Avantageusement, au moins un du ou des fils conducteurs de l’enchevêtrement est un fil comprenant un premier brin en un matériau conducteur électrique et un second brin en un matériau thermoformable déformable, lesdits premier et second brins étant entrelacés. Bien entendu, le matériau thermoformable peut être rigide ou même élastique. Avantageusement, le matériau thermoformable est un silicone. Avantageusement, la matrice est obtenue à partir du matériau thermoformable du second brin. Avantageusement, l’entrelacement des premier et second brins est obtenu par guipage. Bien entendu, l’entrelacement peut être obtenu par toute autre technique de liage de brins ou fils tels que par exemple le tissage, le tricotage ou par fonte ou fusion au moins partielle d’au moins un des brins. L’invention concerne également une antenne à réflecteur comprenant un réflecteur comprenant une membrane telle que précédemment décrite. L’invention concerne également une antenne planaire comprenant un panneau rayonnant comprenant une membrane telle que précédemment décrite. L’invention concerne en outre un procédé pour la fabrication d’un réflecteur pour antenne, en particulier d’un réflecteur pour antenne une membrane selon l’invention tel que précédemment décrite. L’invention concerne également un procédé pour la fabrication d’une antenne comprenant un tel réflecteur. L’invention concerne en outre un procédé pour la fabrication d’un panneau rayonnant pour antenne planaire, et en particulier un panneau rayonnant comprenant une membrane selon l’invention tel que précédemment décrite. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : montre schématiquement et dans une vue isométrique, un mode de réalisation exemplaire d’une membrane selon l’invention ; montre schématiquement, une antenne à réflecteur selon un mode de réalisation exemplaire de l’invention ; montre schématiquement, une antenne à réflecteur déployable selon un mode de réalisation exemplaire de l’invention. Membrane déployable (1) pour une antenne (2) pouvant prendre un premier état replié (32) dans lequel l’encombrement de la membrane est réduit et un second état déployé (31), caractérisée en ce qu’elle comprend au moins un bras solidarisé à la membrane, ledit bras comprenant un matériau à mémoire de forme. Membrane déployable (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’au moins un du ou des bras comprend un fil comprenant un premier brin en un matériau à mémoire de forme et un second brin en un matériau conducteur électrique, ledit second brin étant enroulé autour du premier brin. Membrane déployable (1) selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu’au moins un du ou des bras comprend un fil réalisé en un alliage d’un matériau à mémoire de forme et d’un matériau conducteur électrique. Membrane déployable (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la membrane à une forme de parabole en état déployé et en ce qu’elle comprend plusieurs bras solidarisés à la surface interne de la parabole et s’étendant du centre de la parabole vers la périphérie de la parabole lorsque dans l’état déployé. Membrane déployable (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la membrane à une forme de bandeau en état déployé et en ce qu’elle comprend au moins un bras solidarisé de manière parallèle au bandeau lorsque dans l’état déployé. Membrane (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend un enchevêtrement (11) d’un ou plusieurs fil(s) conducteur(s) non tissé(s) solidarisé(s) dans une matrice d’un matériau élastique. Membrane (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce qu’au moins un du ou des fils conducteurs de l’enchevêtrement est un fil (111) comprenant un premier brin en un matériau conducteur électrique et un second brin en un matériau thermoformable déformable, lesdits premier et second brins étant entrelacés. Membrane élastique (1) selon l’une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que la matrice est obtenue à partir du matériau thermoformable du second brin. Antenne à réflecteur (2) caractérisée en ce qu’elle comprend un réflecteur comprenant une membrane (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 et 6 à 8. Antenne planaire caractérisée en ce qu’elle comprend un panneau rayonnant comprenant une membrane selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 et 5 à 8.