Unité externe pour foyer d'antenne à micro-ondes

Abstract

 La présente invention concerne une unité externe pour foyer d'antenne à micro-ondes, caractérisée par le fait qu'elle est constituée d'une structure modulaire composée d'un feeder, d'un convertisseur de fréquence et d'un discriminateur de polarisation, ces éléments étant intégrés en un bloc compact qui est monté au foyer de l'antenne à micro-ondes de façon indépendante du diamètre de l'antenne, ladite structure étant susceptible de recevoir un deuxième convertisseur pour l'utilisation de l'unité avec deux polarisations, un raccordement entre le discriminateur de polarisation et le convertisseur de fréquence étant effectué au moyen d'une transition guide-micro bandes (1,6), laquelle transition assure l'isolation électrique à l'entrée du convertisseur.

Description

[0001] La présente invention concerne des perfectionnements apportés à la construction d'une unité externe pour foyer d'antenne à micro-ondes (hyperfréquences), laquelle unité fait partie d'un système de réception de signaux provenant de satellites dans les bandes des fréquences de micro-ondes (hyperfréquences) et elle est montée au foyer d'une antenne de réflecteur parabolique.

[0002] La fonction de cette unité est de capter les ondes électromagnétiques concentrées par le réflecteur, amplifier le signal reçu et le convertir en une bande de fréquences plus basses, susceptibles d'être conduites plus facilement au moyen d'un câble coaxial au reste du système.

[0003] Etant donné la nature des transmissions depuis un satellite, il est nécessaire que l'unité externe ait la meilleure sensibilité possible pour capter des signaux spécialement faibles, c'est-à-dire un facteur de bruit faible impliquant des diamètres moindres de l'antenne.

[0004] Du fait de l'utilisation de signaux de même fréquence avec des polarisations orthogonales, il est souhaitable d'avoir une bonne discrimination entre les divers signaux, outre la possibilité de régler facilement l'unité externe dans le plan de polarisation du signal incident. Il est également intéressant de pouvoir recevoir avec une même antenne les deux polarisations.

[0005] Une autre condition exigée est celle d'avoir un gain suffisant pour que le câble de fréquence intermédiaire ne dégrade pas le signal, ainsi qu'une bonne stabilité de l'oscillateur local et un blocage de l'ouverture le plus petit possible.

[0006] La présente invention, prenant en considération les conditions optimales de service ci-dessus pour ces unités, est caractérisée par le fait qu'une unité externe est constituée d'une structure modulaire comprenant un feeder, un convertisseur de fréquence et un discriminateur de polarisation, en intégrant ces éléments en un bloc compact monté au foyer de l'antenne à micro-ondes, indépendamment du diamètre de l'antenne, ladite structure étant susceptible de recevoir un deuxième convertisseur pour utilisation de l'unité avec deux polarisations, en effectuant le raccordement entre le discriminateur de polarisation et le convertisseur de fréquence par une transition guide à microbandes, laquelle transition assure l'isolement électrique à l'entrée du convertisseur.

[0007] L'invention est caractérisée en outre par le fait que le raccordement entre le discriminateur de polarisation et le convertisseur de fréquence est effectué au moyen d'une transition guide-coaxial qui est introduite dans le guide d'ondes, en se comportant comme une sonde du champ électrique.

[0008] L'invention est également caractérisée par le fait que le feeder est excité au moyen d'un guide circulaire et possède des anneaux ondulés de façon à se présenter sous forme d'un circuit ouvert aux courants de surface dans le plan de l'ouverture.

[0009] L'invention est également caractérisée par le fait que les bottiers des convertisseurs sont montés sur les faces latérales orthogonales d'une barre carrée qui forme le filtre de polarisation.

[0010] L'invention est également caractérisée par le fait que le discriminateur de polarisation est formé par un guide court-circuité à une extrémité et deux sondes du champ électrique séparées de λ/2, la première étant à À /4 du court-circuit, lesquelles sondes sont perpendiculaires à l'axe du guide et entre elles.

[0011] L'invention est en outre caractérisée par le fait que le guide court-circuité est dimensionné de façon à présenter un rejet à la fréquence image.

[0012] D'autres objets et caractéristiques de l'invention seront donnés en détail dans la description qui va suivre en référence aux dessins annexés.

[0013] Sur ces dessins :

la figure 1 représente une structure coaxiale cylindrique d'une transition guide-bande ; et

les figures 2 et 3 sont des schémas se rapportant à un système de polarisation unique et double respectivement.

[0014] La présente unité externe comprend un feeder, un filtre ou discriminateur de polarisation et un ou deux convertisseurs de fréquence, pour une ou deux polarisations, et elle possède une structure modulaire qui permet de configurer également des équipements pour une polarisation unique.

[0015] Le feeder est un orifice de guide circulaire comportant des anneaux ondulés dans un plan perpendiculaire à l'axe du guide, et il est caractérisé par une excellente similitude des diagrammes dans le plan E et dans le plan H, par suite de l'absence de courants électriques dans le plan d'ouverture qui sont bloqués par les ondulations de la bride qui agissent comme des bobines d'arrêt. Le diagramme résultant permet un rendement correct dans une large marge de valeurs de f/D ou f représente la distance focale et D représente le diamètre de l'antenne du réflecteur parabolique. Ce feeder peut s'appliquer à n'importe quel diamètre d'antenne et en particulier à de petits diamètres, par suite de la constitution compacte de l'ensemble qui produit un blocage minimum. Du fait de la symétrie circulaire, la réalisation sur un tour en est facile.

[0016] Dans l'un des modes de réalisation selon l'invention, le filtre de polarisation est formé par un guide circulaire avec deux sondes du champ électrique qui font partie des convertisseurs de fréquence et qui pénètrent dans le guide circulaire par autant d'orifices pratiqués sur les faces orthogonales de la barre carrée sur laquelle est réalisé ledit guide. Les sondes sont approximativement séparées de λ/2, la postérieure étant à i14 du court-circuit du guide, À étant la longueur d'onde au centre de la bande concernée. A l'autre extrémité du guide se trouve l'ouverture du feeder. Cette disposition permet d'accoupler deux convertisseurs de fréquence de façon compacte, selon les figures 1 et 2, pour polarisation simple et double respectivement.

[0017] Cette construction est simple et de réalisation facile, tout en permettant un désaccouplement de polarisation supérieur à 35 dBdansune bande de fréquence d'environ 1 GHz situé dans la bande Ku.

[0018] Le passage du signal entre le guide et les circuits micro-bandes du convertisseur de fréquence est réalisé au moyen d'une transition formée par un court élément de ligne de transmission coaxiale, qui se trouve situé perpendiculairement à l'axe du guide et au substrat de la micro-bande. Ladite transition est constituée de deux pièces de symétrie cylindrique, dont la première, métallique, constitue le conducteur central coaxial, et dont la seconde, en matériau diélectrique, constitue l'isolant. Les deux pièces sont solidaires du boîtier du convertisseur de fréquence et elles pénètrent à l'intérieure du guide circulaire en formant la sonde du champ électrique qui reçoit le signal de l'intérieur du guide.

[0019] La figure 1 représente une structure coaxiale cylindrique qui se compose d'une baguette conductrice 1 fixée à une pièce diélectrique 2, raccordée au boîtier 3 du convertisseur, ladite fixation étant effectuée au moyen d'une augmentation du diamètre d'une pièce diélectrique 4 qui se trouve dans une entaille supplémentaire 5 dans le corps du boitier, en se maintenant en position grâce à la superposition de la plaque support 6 du circuit micro-bande. L'extrémité inférieure de la structure est introduite dans le guide d'ondes, en se comportant comme une sonde du champ électrique.

[0020] De plus, cette structure établit l'isolation électrique de l'entrée dans le convertisseur et concrètement de l'entrée dans l'amplificateur, en assurant la protection nécessaire des composants actifs pendant la phase de montage et de réglage du convertisseur.

Revendications

1. Unité externe pour foyer d'antenne à micro-ondes, caractérisée par le fait qu'elle est constituée d'une structure modulaire composée d'un feeder, d'un convertisseur de fréquence et d'un discriminateur de polarisation, ces éléments étant intégrés en un bloc compact qui est monté au foyer de l'antenne à micro-ondes de façon indépendante du diamètre de l'antenne, ladite structure étant susceptible de recevoir un deuxième convertisseur pour l'utilisation de l'unité avec deux polarisations, un raccordement entre le discriminateur de polarisation et le convertisseur de fréquence étant effectué au moyen d'une transition guide-micro bandes, laquelle transition assure l'isolation électrique à l'entrée du convertisseur.

^2. Unité selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le raccordement entre le discriminateur de polarisation et le convertisseur de fréquence est effectué au moyen d'une transition guide-coaxial qui est introduite dans le guide d'ondes, en se comportant comme une sonde du champ électrique.

3. Unité selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le feeder est excité au moyen d'un guide circulaire et comprend des anneaux ondulés de façon à présenter un circuit ouvert aux courants superficiels dans le plan de l'ouverture.

4. Unité selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les boîtiers des convertisseurs sont montés de préférence sur les faces latérales orthogonales d'une barre carrée qui constitue un filtre de polarisation.

5. Unité selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le discriminateur de polarisation est formé d'un guide court-circuité à une extrémité et par deux sondes de champ électrique espacées de λ/2, la première étant à X/4 du court-circuit, lesquelles sondes sont perpendiculaires à l'axe du guide et entre elles.

6.- Unité selon les revendications 1 et 5, caractérisée par le fait que le guide court-circuité est dimensionné de façon à présenter un rejet à la fréquence image.

Dessins