Brevet FR3130459A1 — publié le 20230616

L’invention concerne une antenne active (100) comprenant : une portion passive (200) d’un réseau d’antennes prolongée à une extrémité (201) par un plateau (300) dans lequel sont aménagées des ouvertures (310), au moins un ensemble actif d’émission d’ondes radiofréquences RF, dit ensemble, par lesdites ouvertures, chaque ensemble comprenant : une première rangée de modules actifs (410) venant en vis-à-vis d’ouvertures (310) du plateau (300), une seconde rangée de modules actifs (410) venant en vis-à-vis d’ouvertures (310) du plateau (300) et rattachée à la première rangée de modules actifs, une poutrelle (450) rattachée au plateau (300) et maintenue serrée entre la première et la seconde rangée de modules actifs, un conduit caloporteur (460) en contact avec la première et la seconde rangée de modules actifs et saillant de part et d’autre desdites première et seconde rangées de modules actifs. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Antenne active notamment pour le domaine spatial Domaine technique de l’invention L’invention se rapporte au domaine des antennes actives. Elle s’applique plus particulièrement, bien que non limitativement, aux radars et aux systèmes de communication. L’invention est préférentiellement destinée à une application dans le domaine spatial. Les antennes actives actuelles sont conçues afin de répondre à plusieurs impératifs, notamment en termes de compacité et de puissance. Une antenne active est constituée d’éléments rayonnants reliés à des modules actifs d’émission et/ou de réception d’ondes radiofréquences. Le besoin de compacité est notamment lié aux spécifications radiofréquences qui dictent l’espacement entre deux ouvertures d’émission rayonnantes. Ainsi pour un satellite LEO (acronyme anglais pour « Low Earth Orbit » ou satellite à orbite terrestre basse), le besoin de compacité est généralement plus important que pour un satellite géostationnaire dit GEO (acronyme anglais pour « Geostationary Earth Orbit » ou satellite à orbite terrestre géostationnaire). Une solution existante consiste à disposer les éléments rayonnants sur une surface conformée, non plane. Un exemple est décrit dans la demande de brevet EP 2 654 121 où la surface conformée est une surface tronconique et les éléments rayonnants sont placés sur plusieurs génératrices. De plus, au vu de la puissance thermique dissipée par chacun des modules actifs d’émission et/ou de réception d’ondes radiofréquences, l’antenne active doit nécessairement inclure un système de contrôle thermique, apte à maintenir les modules actifs à une température appropriée. Présentation de l'invention La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités. A cet effet, il est proposé par la présente invention une antenne active comprenant : une portion passive d’un réseau d’antennes prolongée à une extrémité par un plateau dans lequel sont aménagées des ouvertures, au moins un ensemble actif d’émission d’ondes radiofréquences RF, dit ensemble, par lesdites ouvertures, chaque ensemble comprenant : une première rangée de modules actifs venant en vis-à-vis d’ouvertures du plateau, une seconde rangée de modules actifs venant en vis-à-vis d’ouvertures du plateau et rattachée à la première rangée de modules actifs, une poutrelle rattachée au plateau et maintenue serrée entre la première rangée de modules actifs et la seconde rangée de modules actifs, un conduit caloporteur en contact avec la première rangée de modules actifs et la seconde rangée de modules actifs et saillant de part et d’autre desdites première et seconde rangées de modules actifs. La première rangée de modules actifs est assemblée fixement à la poutrelle. Chaque module actif comporte au moins un amplificateur de puissance à état solide, de préférence une pluralité d’amplificateurs de puissance à état solide. Dans des modes particuliers de réalisation, l’invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en œuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, la poutrelle d’un ensemble présente un profil biseauté coopérant avec des profils des première et seconde rangées de modules actifs dudit ensemble pour les plaquer contre le plateau. Par profil biseauté, on entend que la poutrelle présente, en section transversale, une forme tronconique, avec sa petite base côté plateau. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, l’antenne active comporte une pluralité d’ensembles disposés les uns contre les autres, la seconde rangée de modules actifs d’un ensemble étant rattachée à la première rangée de modules actifs d’un ensemble attenant. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, des barrettes intercalaires sont disposées entre des secondes rangées de modules actifs d’un des ensembles et des premières rangées de modules actifs d’ensemble attenant. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le nombre de modules actifs par rangée d’un ensemble est croissant d’un bord du plateau de l’antenne jusqu’à un centre du plateau puis décroissant dudit centre du plateau vers un bord opposé. Un tel agencement de modules actifs présente ainsi un motif global proche d’une forme circulaire, et de préférence symétrique, ce qui permet avantageusement d’obtenir une performance radiofréquence améliorée. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, pour garantir le positionnement correct des modules actifs de chaque rangée d’un ensemble lors de leur placement sur le plateau, chacun desdits modules actifs comporte des organes d’alignement aptes à coopérer avec des organes d’alignement complémentaires agencés sur le plateau. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, pour garantir le positionnement correct de la poutrelle d’un ensemble lors de son placement sur le plateau, ladite poutrelle comporte des éléments d’alignement aptes à coopérer avec des éléments d’alignement complémentaires agencés sur le plateau. Une antenne active selon l’invention est avantageusement compacte et permet, grâce aux ouvertures rapprochées sur le plateau, un assemblage dense de modules actifs, donc d’amplificateurs SSPA. Une telle antenne active est apte à supporter des charges de vibration importantes. Elle propose également la mise en place d’un caloduc en contact avec chacun des modules permettant une régulation thermique efficace des modules actifs malgré leur compacité. L’invention est également relative à un procédé de montage d’une antenne active conforme à au moins l’un de ses modes de réalisation, comportant une étape d’assemblage d’un ensemble, dit premier ensemble, sur le plateau. Ladite étape comporte : l’assemblage de la poutrelle du premier ensemble au plateau, l’assemblage de la première rangée de modules actifs du premier ensemble à ladite poutrelle, l’assemblage du conduit caloporteur du premier ensemble à ladite première rangée de modules actifs, l’assemblage de la seconde rangée de modules actifs du premier ensemble à ladite première rangée de modules actifs. Les quatre étapes précédentes sont réalisées consécutivement, les unes après les autres. Dans des modes particuliers de mise en œuvre, l’invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en œuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le procédé comprend une mise à une pression déterminée de chaque module actif contre le plateau, puis un relâchement après l’assemblage de chaque module actif à la poutrelle ou à un module actif en vis-à-vis. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le procédé de montage comporte une étape d’assemblage d’un autre ensemble, dit deuxième ensemble, attenant au premier ensemble, ladite étape comportant : l’assemblage de la poutrelle du deuxième ensemble au plateau, l’assemblage de la première rangée de modules actifs du deuxième ensemble à ladite poutrelle et à la deuxième rangée de modules actifs du premier ensemble, l’assemblage du conduit caloporteur du deuxième ensemble à ladite première rangée de modules actifs du deuxième ensemble, l’assemblage de la seconde rangée de modules actifs du deuxième ensemble à la première rangée de modules actifs du deuxième ensemble. Les quatre étapes précédentes sont réalisées consécutivement, les unes après les autres. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le procédé de montage comprend un basculement de la première rangée de modules actifs du deuxième ensemble lors de l’insertion desdits modules actifs entre la seconde rangée de modules actifs du premier ensemble déjà en place et la poutrelle. Un tel procédé de montage permet un assemblage très dense de modules actifs, malgré un accès limité à chaque module actif. De plus, l’assemblage de l’ensemble au plateau tel qu’il est proposé permet de supporter des charges de vibration importantes. Une antenne active réalisée ainsi peut ainsi convenir pour une application dans le domaine spatial. Un tel procédé permet d’assembler le deuxième ensemble à la fois à la poutrelle et au premier ensemble. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures suivantes : illustre une vue en perspective d’une antenne active selon un exemple de réalisation de l’invention ; illustre une autre vue de coté de l’antenne active de la ; illustre une autre vue de dessus de l’antenne active de la ; illustre un exemple de réalisation d’un plateau appartenant à une portion active de l’antenne active ; illustre un exemple de réalisation d’un module actif appartenant à la portion active de l’antenne active de la ; illustre une autre perspective du module actif de la ; illustre une vue de côté d’un assemblage de deux modules actifs d’un ensemble actif d’émission d’ondes radiofréquences RF de la portion active de l’antenne active de la ; illustre les étapes d’assemblage d’un premier ensemble actif d’émission d’ondes radiofréquences RF sur un plateau de l’antenne active ; illustre les étapes d’assemblage d’un deuxième ensemble actif d’émission d’ondes radiofréquences RF, suite à l’assemblage du premier ensemble actif d’émission d’ondes radiofréquences RF. Dans ces figures, des références numériques identiques d’une figure à l’autre désignent des éléments identiques ou analogues. Par ailleurs, pour des raisons de clarté, les dessins ne sont pas à l’échelle, sauf mention contraire. Antenne active (100) caractérisée en ce qu’elle comprend : une portion passive (200) d’un réseau d’antennes prolongée à une extrémité (201) par un plateau (300) dans lequel sont aménagées des ouvertures (310), au moins un ensemble actif d’émission d’ondes radiofréquences RF, dit ensemble, par lesdites ouvertures, chaque ensemble comprenant : une première rangée de modules actifs (410) venant en vis-à-vis d’ouvertures (310) du plateau (300), une seconde rangée de modules actifs (410) venant en vis-à-vis d’ouvertures (310) du plateau (300) et rattachée à la première rangée de modules actifs, une poutrelle (450) rattachée au plateau (300) et maintenue serrée entre la première rangée de modules actifs (410) et la seconde rangée de modules actifs (410), un conduit caloporteur (460) en contact avec la première rangée de modules actifs (410) et la seconde rangée de modules actifs (410) et saillant de part et d’autre desdites première et seconde rangées de modules actifs. Antenne active (100) selon la revendication 1 dans laquelle la poutrelle (450) d’un ensemble présente un profil biseauté coopérant avec des profils des première et seconde rangées de modules actifs dudit ensemble pour les plaquer contre le plateau (300). Antenne active (100) selon l’une des revendications précédentes comprenant une pluralité d’ensembles disposés les uns contre les autres, la seconde rangée de modules actifs d’un ensemble étant rattachée à la première rangée de modules actifs d’un ensemble attenant. Antenne active (100) selon la revendication 3 dans laquelle des barrettes intercalaires (600) sont disposées entre des secondes rangées de modules actifs d’un des ensembles et des premières rangées de modules actifs d’ensemble attenant, de façon à former des groupes de plusieurs ensembles solidarisés entre eux. Antenne active (100) selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle le nombre de modules actifs (410) par rangée d’un ensemble est croissant d’un bord (B1) du plateau (300) jusqu’à un centre (C2) du plateau puis décroissant dudit centre (C2) du plateau vers un bord opposé (B3). Procédé de montage d’une antenne active (100) selon l’une des revendications précédentes comportant une étape d’assemblage d’un ensemble, dit premier ensemble, sur le plateau (300), ladite étape comportant : l’assemblage de la poutrelle (450) du premier ensemble au plateau (300), l’assemblage de la première rangée de modules actifs (410) du premier ensemble à ladite poutrelle (450), l’assemblage du conduit caloporteur (460) du premier ensemble à ladite première rangée de modules actifs (410), l’assemblage de la seconde rangée de modules actifs (410) du premier ensemble à ladite première rangée de modules actifs. Procédé de montage d’une antenne active (100) selon la revendication 6, comprenant une mise à une pression déterminée de chaque module actif contre le plateau, puis un relâchement après l’assemblage de chaque module actif à la poutrelle ou à un module actif en vis-à-vis. Procédé de montage selon la revendication 6 ou 7, comportant une étape d’assemblage d’un autre ensemble, dit deuxième ensemble, attenant au premier ensemble, ladite étape comportant : l’assemblage de la poutrelle (450) du deuxième ensemble au plateau, l’assemblage de la première rangée de modules actifs (410) du deuxième ensemble à ladite poutrelle et à la seconde rangée de modules actifs (410) du premier ensemble, l’assemblage du conduit caloporteur (460) du deuxième ensemble à ladite première rangée de modules actifs (410) du deuxième ensemble, l’assemblage de la seconde rangée de modules actifs (410) du deuxième ensemble à la première rangée de modules actifs (410) du deuxième ensemble. Procédé de montage selon la revendication 8, comprenant un basculement de la première rangée de modules actifs (410) du deuxième ensemble lors de l’insertion desdits modules actifs entre la seconde rangée de modules actifs (410) du premier ensemble déjà en place et la poutrelle (450).