Brevet FR3128592A1 — publié le 20230428

Cellule d'antenne à réseau transmetteur ou réflecteur La présente description concerne une cellule (105) de réseau transmetteur ou de réseau réflecteur, comprenant au moins deux commutateurs en matériau à changement de phase. Figure pour l'abrégé : Fig. 2 Cellule d'antenne à réseau transmetteur ou réflecteur La présente description concerne de façon générale les dispositifs électroniques. La présente demande concerne plus particulièrement le domaine des antennes radio à réseau transmetteur ("transmitarray antenna", en anglais) et des antennes radio à réseau réflecteur ("reflectarray antenna", en anglais). Parmi les différentes technologies d'antennes de communication radio existantes, on connaît notamment des antennes radio dites "à réseau transmetteur". Ces antennes comprennent généralement plusieurs cellules élémentaires comportant chacune un premier élément d'antenne irradié par un champ électromagnétique émis par une ou plusieurs sources, un deuxième élément d'antenne transmettant un signal modifié vers l'extérieur de l'antenne et un élément de couplage entre les premier et deuxième éléments d'antenne. On connaît en outre des antennes radio dites "à réseau réflecteur". Ces antennes comprennent généralement plusieurs cellules élémentaires comportant chacune un élément d'antenne irradié par un champ électromagnétique émis par une ou plusieurs sources, un élément réflecteur, par exemple un plan de masse, réfléchissant un signal modifié vers l'extérieur de l'antenne et un élément de couplage entre l'élément d'antenne et l'élément réflecteur. À la différence des cellules élémentaires des antennes à réseau transmetteur, qui transmettent un signal radio dans une direction opposée à la ou aux sources irradiant leur premier élément d'antenne, les cellules élémentaires des antennes à réseau réflecteur réfléchissent un signal radio en direction de la ou des sources irradiant leur élément d'antenne. Pour des applications, par exemple telles que la communication satellite ("satellite communication" ou "SatCom", en anglais), il serait souhaitable de disposer d'antennes à réseau transmetteur et d'antennes à réseau réflecteur reconfigurables permettant de modifier, de façon dynamique, la phase de l'onde rayonnée. Il existe un besoin d'améliorer les antennes à réseau transmetteur et les antennes à réseau réflecteur existantes. Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des antennes à réseau transmetteur et des antennes à réseau réflecteur connues. Un objet d'un mode de réalisation est plus particulièrement de permettre un contrôle électronique de phase dans une plage de fréquences comprises par exemple entre 50 et 350 GHz, correspondant à des longueurs d'ondes millimétriques, et de disposer de commutateurs dont la polarisation entraîne une consommation électrique réduite. Un mode de réalisation prévoit une cellule de réseau transmetteur ou de réseau réflecteur, comprenant au moins deux commutateurs en matériau à changement de phase. Selon un mode de réalisation, ledit matériau à changement de phase est un matériau chalcogénure. Selon un mode de réalisation, chaque commutateur en matériau à changement de phase comprend une région en ledit matériau à changement de phase située sur et en contact avec des première et deuxième régions conductrices disjointes d'une antenne à plaque. Selon un mode de réalisation, chaque commutateur en matériau à changement de phase comprend en outre un élément chauffant électriquement isolé de la région en ledit matériau à changement de phase. Selon un mode de réalisation, les commutateurs en matériau à changement de phase font partie d'un premier élément d'antenne adapté à commuter un signal radiofréquence entre au moins deux états de phase. Selon un mode de réalisation, le premier élément d'antenne comprend exactement deux commutateurs en matériau à changement de phase et un plan conducteur présentant une ouverture de forme annulaire, isolant électriquement une région centrale du plan conducteur d'une région périphérique du plan conducteur, chaque commutateur en matériau à changement de phase reliant la région centrale à la région périphérique du plan conducteur. Selon un mode de réalisation, la cellule comprend en outre un deuxième élément d'antenne connecté au premier élément d'antenne par un via conducteur central, un plan de masse intercalé entre les premier et deuxième éléments d'antenne et électriquement isolé du via conducteur central, le plan de masse étant connecté au deuxième élément d'antenne par deux vias conducteurs latéraux. Un mode de réalisation prévoit un réseau transmetteur comprenant une pluralité de cellules telles que décrites. Selon un mode de réalisation, le premier élément d'antenne comprend exactement deux commutateurs en matériau à changement de phase et un cadre conducteur plan à l'intérieur duquel sont situées des première et deuxième régions conductrices disjointes, l'un des deux commutateurs reliant la deuxième région conductrice au cadre conducteur plan et l'autre commutateur reliant les première et deuxième régions conductrices entre elles. Selon un mode de réalisation, la première région conductrice est connectée au cadre conducteur plan par une ligne à retard. Selon un mode de réalisation, la cellule comprend en outre un élément réflecteur connecté au premier élément d'antenne par un via conducteur central. Un mode de réalisation prévoit un réseau réflecteur comprenant une pluralité de cellules telles que décrites. Un mode de réalisation prévoit une antenne comprenant un réseau transmetteur tel que décrit ou un réseau réflecteur tel que décrit et au moins une source configurée pour irradier une face du réseau. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la est une vue de côté, schématique et partielle, d'un exemple d'antenne à réseau transmetteur du type auquel s'appliquent, à titre d'exemple, des modes de réalisation décrits ; la est une vue en perspective, schématique et partielle, d'une cellule élémentaire du réseau transmetteur de l'antenne de la selon un mode de réalisation ; la est une vue de dessus, schématique et partielle, d'un premier élément d'antenne de la cellule élémentaire de la ; la est une vue de dessus, schématique et partielle, d'une partie de la cellule élémentaire de la ; la est une vue de dessus, schématique et partielle, d'un deuxième élément d'antenne de la cellule élémentaire de la ; la est une vue de dessus, schématique et partielle, d'un élément de commutation du deuxième élément d'antenne de la ; la est une vue en coupe, selon le plan AA de la , du commutateur du deuxième élément d'antenne de la ; la est une vue de dessus, schématique et partielle, d'un réseau d'interconnexion associé au deuxième élément d'antenne de la ; la est une vue de dessus, schématique et partielle, illustrant une variante de réalisation du deuxième élément d'antenne de la et du réseau d'interconnexion de la ; la est une vue de côté, schématique et partielle, d'un exemple d'antenne à réseau réflecteur du type auquel s'appliquent, à titre d'exemple, des modes de réalisation décrits ; la est une vue en perspective, schématique et partielle, d'une cellule élémentaire du réseau réflecteur de l'antenne de la selon un mode de réalisation ; la est une vue de dessus, schématique et partielle, d'un élément d'antenne de la cellule élémentaire de la ; la est une vue de dessus, schématique et partielle, d'une partie de la cellule élémentaire de la ; la est une vue de dessus, schématique et partielle, d'une autre partie de la cellule élémentaire de la ; la est une vue de dessus, schématique et partielle, d'encore une autre partie de la cellule élémentaire de la ; et la est une vue de dessus, schématique et partielle, d'un élément réflecteur de la cellule élémentaire de la . Cellule (105 ; 205) de réseau transmetteur (103) ou de réseau réflecteur (203), comprenant au moins deux commutateurs (C1, C2 ; C3, C4) en matériau à changement de phase. Cellule selon la revendication 1, dans laquelle ledit matériau à changement de phase est un matériau chalcogénure. Cellule selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle chaque commutateur (C1, C2 ; C3, C4) en matériau à changement de phase comprend une région (160) en ledit matériau à changement de phase située sur et en contact avec des première (140P ; 234) et deuxième (140C ; 230, 232) régions conductrices disjointes d'une antenne à plaque (112 ; 210). Cellule selon la revendication 3, dans laquelle chaque commutateur (C1, C2 ; C3, C4) en matériau à changement de phase comprend en outre un élément chauffant (166) électriquement isolé de la région (160) en ledit matériau à changement de phase. Cellule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle les commutateurs (C1, C2 ; C3, C4) en matériau à changement de phase font partie d'un premier élément d'antenne (105a ; 205a) adapté à commuter un signal radiofréquence entre au moins deux états de phase (ϕ). Cellule (105) de réseau transmetteur (103) selon la revendication 5, dans laquelle le premier élément d'antenne (105a) comprend exactement deux commutateurs (C1, C2) en matériau à changement de phase et un plan conducteur (140) présentant une ouverture (142) de forme annulaire, isolant électriquement une région centrale (140C) du plan conducteur d'une région périphérique (140P) du plan conducteur, chaque commutateur en matériau à changement de phase reliant la région centrale à la région périphérique du plan conducteur. Cellule de réseau transmetteur selon la revendication 6, comprenant en outre un deuxième élément d'antenne (105b) connecté au premier élément d'antenne (105a) par un via conducteur central (116), un plan de masse (114) intercalé entre les premier et deuxième éléments d'antenne et électriquement isolé du via conducteur central, le plan de masse étant connecté au deuxième élément d'antenne par deux vias conducteurs latéraux (118). Réseau transmetteur (103) comprenant une pluralité de cellules (105) selon la revendication 6 ou 7. Cellule (205) de réseau réflecteur (203) selon la revendication 5, dans laquelle le premier élément d'antenne (205a) comprend exactement deux commutateurs (C3, C4) en matériau à changement de phase et un cadre conducteur plan (230) à l'intérieur duquel sont situées des première (232) et deuxième (234) régions conductrices disjointes, l'un des deux commutateurs (C3) reliant la deuxième région conductrice au cadre conducteur plan et l'autre commutateur (C4) reliant les première et deuxième régions conductrices entre elles. Cellule de réseau réflecteur selon la revendication 9, dans laquelle la première région conductrice (232) est connectée au cadre conducteur plan (230) par une ligne à retard (218). Cellule de réseau réflecteur selon la revendication 9 ou 10, comprenant en outre un élément réflecteur (205b) connecté au premier élément d'antenne (205a) par un via conducteur central (220). Réseau réflecteur (205) comprenant une pluralité de cellules (205a) selon l'une quelconque des revendications 9 à 11. Antenne (100 ; 200) comprenant un réseau transmetteur (103) selon la revendication 8 ou un réseau réflecteur (203) selon la revendication 12 et au moins une source (101 ; 201) configurée pour irradier une face du réseau.