(19)
(11) EP 0 260 766 A1

(12) DEMANDE DE BREVET EUROPEEN

(43) Date de publication:
23.03.1988  Bulletin  1988/12

(21) Numéro de dépôt: 87201772.8

(22) Date de dépôt:  16.09.1987
(51) Int. Cl.4H01P 1/17
(84) Etats contractants désignés:
DE FR GB IT

(30) Priorité: 19.09.1986 FR 8613139

(71) Demandeurs:
  • PHILIPS ELECTRONIQUE GRAND PUBLIC
    92150 Suresnes (FR)

    FR 
  • Philips Electronics N.V.
    5621 BA Eindhoven (NL)

    DE GB IT 

(72) Inventeurs:
  • Cormier, Jean-Pierre Société Civile S.P.I.D.
    F-75007 Paris (FR)
  • Horvat, Philippe Société Civile S.P.I.D.
    F-75007 Paris (FR)

(74) Mandataire: Charpail, François et al
Société Civile S.P.I.D. 156, Boulevard Haussmann
75008 Paris
75008 Paris (FR)


(56) Documents cités: : 
   
       


    (54) Tête de réception pour micro-ondes polarisées, antenne parabolique et station de réception munies d'une telle tête de réception


    (57) La tête de réception ne comporte qu'une seule pièce mobile, un dépolariseur frontal (POM), pour réaliser la sélection entre les micro-ondes à polarisations conjuguées.
    L'adjonction, ou non, d'un dépolariseur fixe de changement de type (POF) fournit deux versions d'antenne, l'une pour les polarisations circulaires, l'autre pour les polarisations rectilignes.
    L'ensemble est agencé pour former une antenne 'grand public', simple à automatiser, et dont l'ombre portée sur le réflecteur parabolique est minimum.




    Description


    [0001] La présente invention a pour objet une tête de réception pour des micro-ondes lesquelles, pour divers canaux, présentent simultanément deux polarisations conjuguées, comportant, en suivant l'axe de propagation des micro-ondes, un dépolariseur frontal, un collecteur guide d'onde, un sélecteur de mode, un convertisseur, et des moyens de commande de sélection pour sélectionner alternativement l'une ou l'autre des dites polarisations conjuguées.

    [0002] La présente invention a aussi pour objet une antenne parabolique et une station de réception munies d'une telle tête de réception.

    [0003] Ce genre d'antenne est notamment utilisé pour recevoir des signaux hertziens en provenance d'un satellite géostationnaire, par exemple des signaux de télévision dont la fréquence porteuse est comprise entre 10 et 13 GHz.

    [0004] La banalisation actuelle de la télévision par satellite amène à rechercher des économies de bande passante ce qui est notamment réalisé en exploitant simultanément pour un même canal et un même satellite deux polarisations d'ondes orthogonales ou conjuguées.

    [0005] Une antenne de type "grand public" doit être apte, au meilleur prix, de sélectionner alternativement une quelconque polarisation d'onde parmi deux afin d'accéder, au choix, à tous les programmes de télévision transmis par un satellite.

    [0006] Dans le brevet français n o 2 377 711, une tête de réception est décrite; la sélection d'un programme de télévision y met en oeuvre deux dispositifs mobiles à savoir d'une part le convertisseur d'autre part le dépolariseur frontal.

    [0007] La mobilité du convertisseur impose que le cable de sortie est soumis à une torsion; de ce fait le cable est soumis à l'usure; de plus le cable n'étant pas très souple -c'est un cable coaxial- il doit comporter une boucle libre qui est encombrante, et encore le moteur de commande du mouvement du convertisseur doit être assez puissant pour tordre le cable; l'ensemble de ces contraintes a pour résultat que la tête de réception est chère et qu'elle est encombrante en volume ce qui constitue vis à vis des ondes incidentes un masque dont l'ombre portée sur la parabole est nuisible pour la qualité de la réception.

    [0008] La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients.

    [0009] A cet effet, une tête de réception conforme à l'invention est particulièrement remarquable en ce que les dits moyens de commande de sélection sont réalisés par la seule rorotation d'un angle égal à Π/2 du dit dépolariseur frontal lequel est monté rotatif autour du dit axe de propagation, tous les autres dits éléments de la tête de réception étant fixes.

    [0010] Avec la seule rotation du dépolariseur frontal la sélection de deux ondes conjuguées est réalisée au moindre coût et avec une excellente qualité.

    [0011] En effet le dépolariseur frontal est une pièce légère et donc facile à faire tourner et à guider en rotation;de ce fait l'ombre portée est réduite au minimum.

    [0012] Une telle tête de réception est conçue pour recevoir des ondes d'un seul type de polarisation parmi deux types à savoir un premier type dit rectiligne X,Y, ou un deuxième type dit circulaire D,G; la rotation du seul dépolariseur frontal permet en effet de sélectionner X ou Y dans un cas, D ou G dans l'autre cas, mais pas les deux.

    [0013] Pour être utilisable dans les deux cas, une tête de réception conforme à l'invention est particulièrement remarquable en ce que le dit collecteur guide d'onde comporte un logement pour y loger, ou non, un dépolariseur de changement de type, la présence, ou la non-présence, dans le dit logement du dit dépolariseur de changement de type ayant pour effet de permettre respectivement la réception des ondes de l'un, ou de l'autre, type parmi les deux types de polar isation.

    [0014] Ainsi une tête de réception est capable au moindre coût de recevoir et de sélectionner tous les types d'onde quelle que soit la polarisation; le fait de l'adjonction, ou non, du dépolariseur de changement de type n'est pas un inconvénient pour une utilisation domestique grand public; en effet une antenne ne peut, à un moment donné, être pointée que vers un seul satellite, ou groupe de satellites, émettant toujours soit en X, Y soit en D, G, quel que soit le canal, autrement dit il n'y a pas de situation mixte X,Y et D,G et il est aisé lors de l'installation de l'antenne chez l'usager d'adjoindre ou non le dépolariseur de changement de type selon la direction qui est visée.

    [0015] Une tête de réception selon l'invention comporte donc deux versions de réalisation selon que le dépolariseur de changement de type est présent ou non.

    [0016] Une telle tête de réception est en général utilisée au foyer d'une antenne parabolique laquelle est installée à l'extérieur, sur le toit ou sur le balcon par exemple; une station de réception complète comporte en outre un équipement intérieur de sélection de canal, il est alors particulièrement avantageux que la tête de réception comporte un moteur pour commander le mouvement de rotation du dit dépolariseur frontal, et que le dit équipement de sélection de canal comporte des moyens de contrôle pour contrôler le dit moteur.

    [0017] La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description, non limitative, d'un exemple de réalisation ci-après décrit à l'aide des figures jointes.

    La figure 1 représente schématiquement une station de réception.

    La figure 2 représente les 2 modes opératoires de chacune des deux versions de tête de réception selon l'invention.

    La figure 3 représente les positions des éléments de la tête de réception.

    La figure 4 représente une tête de réception selon l'invention.



    [0018] Sur la figure 1, une station de réception est schématiquement représentée dans un exemple d'installation domes tique chez un usager; la station comporte un équipement de sélection de canal (ESC) généralement installé à l'intérieur,et une tête de réception (TR) disposée au foyer et dans l'axe de l'antenne parabolique (P) laquelle est représentée située sur un balcon (B); l'axe du réflecteur parabolique pointe vers un satellete (SAT) dans la direction de la flèche; les microondes incidentes (MOI) sont réfléchies vers le foyer de la parabole; la tête de réception (TR) constitue la partie principale de l'antenne puisque c'est là que sont collectées les micro-ondes pour engendrer un signal électrique utilisable; le signal électrique est transmis à l'équipement intérieur (ESC) par un cable coaxial (COAX); l'élément (TR) est fixé sur le réflecteur parabolique par des pieds de fixation (PF) généralement au nombre de trois.

    [0019] Les éléments représentées sur la figure 1 sont bien connus, mais il convient de bien souligner que certains éléments portent, involontairement, préjudice au bon fonctionnement de l'ensemble à cause de l'effet d'écran, ou d'ombre portée, qu'ils exercent entre les micro-ondes et la parabole; il s'agit des pieds (PF), du cable (COAX) et de la tête de réception (TR). Il est clair que pour réduire le prix de l'ensemble, et améliorer la qualité de la réception des ondes, il convient de réduire le poids, l'encombrement, la complexité de ces éléments tout en conservant leurs qualités fonctionnelles; par exemple en réduisant le poids de la tête de réception (TR) on peut gagner sur son volume et sur la taille des pieds (PF) et donc réduire l'ombre portée.

    [0020] Dans les antennes connues, comme celle décrite dans le brevet cité, il y a de multiples pièces mobiles notamment le convertisseur, d'où les inconvénients déjà mentionnés : nécessité d'un moteur puissant, torsion du cable,...; on connaît par ailleurs, pour éviter la rotation du convertisseur, la technologie du joint tournant qui est appliquée au guid e d'onde mais cette technologie est délicate, car il faut maintenir une continuité électrique lors de la rotation; c'est une solution chère et, de ce fait, elle ne constitue pas une solution satisfaisante au problème technique mentionné ci-dessus.

    [0021] Le but l'invention est de simplifier la tête de réception pour réaliser une antenne grand public bon marché avec un fonctionnement efficace et de longue durée.

    [0022] Ce but est notamment atteint en minimisant le nombre de pièces mobiles de la tête de réception et l'ombre portée sur le réflecteur parabolique.

    [0023] Selon l'invention, une tête de réception satisfaisante ne comporte qu'une pièce mobile, le dépolariseur frontal; c'est une pièce légère, cas du dépolariseur à lame diélectrique classique, qu'il est aisé de faire tourner avec un petit moteur peu encombrant.

    [0024] Le principe de fonctionnement d'une telle antenne est détaillé à la figure 2 avec ses deux versions selon les caractéristiques du satellite vers lequel l'antenne est pointée.

    [0025] La tête de réception (TR) est constituée d'un dépolariseur frontal mobile (POM), d'un collecteur guide d'onde (COG), d'un sélecteur de mode (SM), et d'un convertisseur (CO); le signal sélectionné est transmis électriquement dans le cable (COAX).

    [0026] Dans le tableau ci-dessous la transformation des ondes dans un dépolariseur est brièvement rappelée : les micro-ondes incidentes (MOI) sortent du dépolariseur transformées en micro-ondes de sorties (MOS); les ondes circulaires à deux polarisations conjuguées (D pour droite, G pour gauche) deviennent des ondes rectilignes à deux polarisations conjuguées (X pour horizontal, Y pour vertical) et réciproquement; selon la position du polariseur/dépolariseur -les deux positions P et

    sont à Π/2 l'une de l'autre- une onde incidente Di devient respectivement Y ou X, une onde incidente Gi devient respectivement X ou Y, et...



    [0027] Les deux types de polarisation, circulaire et rectiligne, sont exclusifs l'un de l'autre.

    [0028] La première version, figure 2a et figure 2b, est convenable pour un satellite qui émet des micro-ondes (MOI) d'un type circulaire avec deux polarisations incidentes conjuguées possibles droite et gauche (Di et Gi); à un moment donné l'usager n'est intéressé que par un seul programme c'est à dire une seule polarisation, soit Di, soit Gi; l'invention tire parti de cette constatation.

    [0029] La figure 2a montre comment, dans une première position (P) du dépolariseur mobile (POM) les ondes circulaires incidentes (Di, Gi) deviennent des ondes rectilignes (X,Y); après le passage dans le guide d'onde (COG), le sélecteur de mode (SM) conserve en seule onde X laquelle est convertie par le convertisseur (CO) en un signal électrique qui, dans le cas de la figure 2a, est représentatif de l'onde circulaire incidente droite Di.

    [0030] Dans le cas de la figure 2b, similairement au cas de la figure 2a, mais avec une deuxième position (

    ) du dépolariseur frontal (POM), le signal électrique est maintenant représentatif de l'onde circulaire incidente gauche Gi.

    [0031] Les figures 2c et 2d correspondent à la version de la tête de réception convenable pour un satellite qui émet des micro-ondes d'un type rectiligne avec deux polarisations incidentes conjuguées possibles horizontale et verticale (Xi et Yi); la constitution de la tête de réception est identique à celle des figures 2a et 2b sauf que dans le collecteur guide d'onde (COG) il a été ajouté un dépolariseur fixe (POF) pour réaliser le changement de version. Les ondes incidentes Xi, Yi deviennent des ondes circulaires (D et G) en traversant le dépolariseur mobile (POM); le dépolariseur fixe (POF) transforme ces ondes en (X et Y) de telle sorte que le signal électrique présent sur le cable (COAX) est maintenant représentatif soit de l'onde incidente Xi dans le cas de la figure 2c, soit de l'onde incidente Yi dans le cas de la figure 2d.

    [0032] La réalisation matérie lle d'une telle tête de réception avec ses deux versions ne pose pas de problème particulier puisque chaque constituant pris isolément est simple et bien connu de l'homme de l'art; le progrès technique réalisé par l'invention réside précisément dans cette simplicité de réalisation que ne met en oeuvre qu'un simple dépolariseur frontal (POM) rotatif d'un angle Π/2 autour d'un axe avec deux positions de fonctionnement, auquel on adjoint, ou non, un autre dépolariseur fixe optionnel (POM); cette simplicité est à rapprocher de la complexté des réalisations antérieurement connues pour résoudre le problème de la réception des diverses polarisations des micro-ondes.

    [0033] Un avantage notable résulte de ce que le cable (COAX) n'est plus tordu : d'une part il ne s'abime pas mécaniquement, d'autre part il peut être fixé de telle sorte que son ombre portée soit nulle.

    [0034] De préférence un dépolariseur à lame diélectrique classique est utilisé plutôt qu'un dépolariseur à méandres comme celui indiqué dans le brevet cité.

    [0035] De préférence un radome peut être directement in corporé au dépolariseur mobile, ainsi l'intérieur de la tête de réception est protégé des intempéries.

    [0036] Sur la figure 3 les positionnements dans l'espace des divers composants de la tête de réception sont représentés.

    [0037] Ave les figures 3a et 3b on voit les deux positions de fonctionnement de la tête de réception pour ondes circulaires, c'est à dire avec un seul dépolariseur.

    [0038] Avec les figures 3c et 3d on voit les deux positions de fonctionnement de la tête de réception pour ondes rectilignes, c'est à dire avec deux dépolariseurs.

    [0039] Le plan du dépolariseur fixe (POF) est incliné d'un angle de 45° par rapport à l'axe principal du guide d'onde d'entrée du convertisseur (CO).

    [0040] Le plan du dépolariseur mobile (POM) est soit dans le même plan que le dépolariseur fixe (POF) cas des figures 3a et 3c, soit dans un plan perpendiculaire au dépolariseur fixe (POF) cas des figures 3b et 3d.

    [0041] Les dépolariseurs sont ici représentés comme des lames diélectriques de faible épaisseur ayant la forme d'un rectangle pourvu d'une pointe; cette représentation n'est évidemment pas limitative car il existe déjà de multiples formes de dépolariseur, chaque forme étant choisie, plus ou moins empiriquement, en fonction de multiples paramètres : dimensions du guide d'onde, fréquences de fonctionnement prévues, etc...

    [0042] Il est avantageux de motoriser le mouvement du dépolariseur mobile, cette motorisation ne présente pas de difficulté technique particulière en elle-même d'autant que seulement un petit moteur est suffisant puisque le mouvement n'est contrarié que par des frottements.

    [0043] Un exemple non limitatif d'une telle réalisation est dessiné en perspective sur la figure 4 dans laquelle n'est représenté que la tête de réception (TR) de la figure 1.

    [0044] Les repères sont les mêmes que ceux de la figure 2 à savoir : dépolariseur mobile (POM), collecteur guide d'onde (COG), dépolariseur fixe (POF) optionnel, convertisseur (CO). Les ailes (AI) correspondent aux points de fixation sur les pieds de fixation (PF de la figure 1).

    [0045] Le moteur (COM) de commande est bridé directement sur le corps du guide d'onde et un pignon (P) fixé sur l'axe du moteur vient engrenner un secteur denté (SD) solidaire du dépolariseur mobile (POM). Le moteur est commandé à partir de l'équipement intérieur de sélection (repère ESC de la figure 1) d'une manière connue. Le secteur denté (SD) est un mode préférentiel de réalisation avec un moteur qui tourne alternativement dans chacun des deux sens et que s'arrête automatiquement lorsque le pignon (P) arrive à la fin du secteur denté (SD) en détectant, par exemple, une sur-consommation de courant électrique.

    [0046] Il serait possible que le secteur denté soit en fait une couronne dentée avec un moteur tournant dans un seul sens et un dispositif adéquat pour arrêter le moteur lorsque le dépolarise ur mobile atteint la position recherchée.

    [0047] Il est à remarquer qu'une tête de réception conforme à l'invention est très compacte, même avec un moteur, de telle sorte que son ombre portée sur le réflecteur parabolique est extrêmement réduite.


    Revendications

    1. Tête de réception pour des micro-ondes lesquelles, pour divers canaux, présentent simultanément deux polarisations conjuguées, comportant, en suivant l'axe de propagation des micro-ondes, un dépolariseur frontal, un collecteur guide d'onde, un sélecteur de mode, un convertisseur, et des moyens de commande de sélection pour sélectionner alternativement l'une ou l'autre des dites polarisations conjuguées caractérisée en ce que les dits moyens de commande de sélection sont réalisés par la seule rotation d'un angle égal à Π/2 du dit dépolariseur frontal lequel est monté rotatif autour du dit axe de propagation, tous les autres dits éléments de la tête de réception étant fixes.
     
    2. Tête de réception selon la revendication 1, caractérisée en ce que la dite rotation d'un angle égal à Π/2 du dit dépolariseur frontal s'effectue alternativement dans un sens puis dans l'autre pour passer d'une position de sélection à l'autre.
     
    3. Tête de réception selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que le dit dépolariseur frontal rotatif est muni d'un radome.
     
    4. Tête de réception selon la revendication 1, 2 ou 3, les dites micro-ondes pouvant comporter indifféremment un type de polarisation parmi deux types de polarisation à savoir un premier type dit rectiligne X,Y, ou un deuxième type dit circulaire D,G, caractérisée en ce que le dit collecteur guide d'onde comporte un logement pour y loger, ou non, un dépolariseur de changement de type, la présence, ou la non-présence, dans le dit logement du dit dépolariseur de changement de type ayant pour effet de permettre respectivement la réception des ondes de l'un, ou de l'autre,type parmi les deux types de polarisation.
     
    5. Antenne parabolique caractérisée en ce qu'elle comporte une tête de réception selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4.
     
    6. Station de réception comportant une antenne parabolique selon la revendication 5 et un équipement de sélection de canal, caractérisée en ce que la tête de réception comporte en outre un moteur pour commander le mouvement de rotation du dit dépolariseur frontal, et en ce que le dit équipement de sélection de canal comporte des moyens de contrôle pour contrôler le dit moteur.
     




    Dessins
















    Rapport de recherche