FORMATEUR ANALOGIQUE MULTIFAISCEAUX BIDIMENSIONNEL DE COMPLEXITÉ RÉDUITE POUR ANTENNES RÉSEAUX ACTIVES RECONFIGURABLES

Description

[0001] La présente invention concerne un formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel de complexité réduite pour antennes réseaux actives bidimensionnelles reconfigurables.

[0002] L'invention concerne également une antenne active multifaisceaux bidimensionnelle reconfigurable de complexité réduite en mode émission et/ou réception utilisant un formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel de complexité réduite selon l'invention.

[0003] L'invention concerne également une charge utile satellitaire d'un satellite de télécommunications comprenant une antenne réception multifaisceaux et/ou une antenne émission multifaisceaux, interconnectées par un routeur, et dans lequel l'antenne réception multifaisceaux et/ou l'antenne d'émission multifaisceaux sont des antennes actives multifaisceaux bidimensionnelles reconfigurables de complexité réduite selon l'invention.

[0004] Les antennes réseaux actives reconfigurables sont connues pour générer, avec un seul réseau d'éléments rayonnants ou sources rayonnantes, plusieurs faisceaux reconfigurables qui peuvent s'adapter à l'évolution dans le temps d'un besoin de répartition spatiale d'un trafic de transmission.

[0005] Ces antennes conviennent particulièrement pour les applications satellitaires qui nécessitent une capacité ou aptitude à reconfigurer en fonction du temps la couverture des faisceaux générés par l'antenne. Cette exigence de pouvoir reconfigurer la couverture géographique des faisceaux en fonction du temps est prégnante pour un grand nombre d'applications satellitaires telles que les satellites télécoms que ce soit pour les orbites géostationnaires, moyennes ou basses.

[0006] Ainsi, par exemple, pour les constellations de satellites en orbites basses ou moyennes, de telles antennes permettent d'adapter la couverture de chaque satellite à l'évolution du besoin induite par le déplacement du satellite par rapport à la terre et sont donc très attractives.

[0007] Mais compte tenu du grand nombre de satellites de ces constellations, ces antennes doivent non seulement être reconfigurables mais doivent également satisfaire à l'exigence de coût réduit de ces systèmes, ce qui peut se traduire techniquement par une diminution de la complexité et/ou du traitement.

[0008] En outre, les ressources limitées en puissance des systèmes satellitaires requièrent également de minimiser la puissance consommée par de telles antennes. Il est connu qu'un des éléments principaux de ces antennes impactant les critères énoncés ci-dessus, est le formateur de faisceaux.

[0009] Différentes architectures sont connues pour réaliser des formateurs de faisceaux bidimensionnelles 2D reconfigurables et peuvent être regroupées dans deux familles en fonction du niveau ou degré de leur aptitude à reconfigurer la couverture des faisceaux, ce niveau étant appelé par la suite « niveau de reconfigurabilté ». Une première famille regroupe les formateurs multifaisceaux ayant un niveau de reconfigurabilité « totale » et une deuxième famille regroupe les formateurs multifaisceaux ayant un niveau de reconfigurabilité « partielle ». De manière évidente, la reconfigurabilité totale d'une antenne réseau active bidimensionnelle est obtenue en s'appuyant sur des formateurs de faisceaux plus complexes que ceux qui permettent une reconfigurabilité partielle.

[0010] Dans le cas de formateurs de faisceaux avec une reconfigurabilité totale, la formation de faisceaux en numérique revient à disposer d'un accès numérisé associé à chaque élément rayonnant actif par l'intermédiaire d'interfaces de conversion numérique analogique. Ces interfaces sont onéreuses et énergivores d'autant plus que les fréquences de fonctionnement sont élevées. Dans le cas des applications satellitaires en bande Ka, cette consommation est accrue par la nécessité d'ajouter un étage de conversion de fréquence pour rester dans la plage de fonctionnement accessible par les convertisseurs numériques analogiques. Il est donc important de minimiser le nombre d'accès numérisés si les critères de complexité et puissance consommée réduites sont prépondérants dans la conception d'une charge utile. Ainsi l'intégration de formateurs de faisceaux dans la partie numérique des charges utiles de satellites conduit à très sensiblement augmenter la complexité et la consommation quand le nombre d'éléments rayonnants est supérieur au nombre de faisceaux à router.

[0011] Dans le cas de formateurs de faisceaux avec une reconfigurabilité totale, les formateurs analogiques de faisceaux mobiles constituent une alternative très attrayante aux formateurs de faisceaux numériques lorsque les critères de complexité et puissance consommée limitées doivent être privilégiés. Mais ces formateurs analogiques de faisceaux mobiles sont pénalisés par la difficulté à implémenter cette solution lorsque les nombres d'éléments rayonnants et de faisceaux sont élevés. Ainsi à titre d'exemple, la génération de 20 faisceaux à partir de 500 éléments rayonnants conduit à devoir implémenter dans le formateur de faisceaux analogique 20 diviseurs 1 vers 500, 10 000 points de contrôles amplitude/phase et 500 combineurs 20 vers 1. Il est précisé que chaque point de contrôle amplitude/phase intègre des déphaseurs ou lignes de retard variables et peut également intégrer des atténuateurs ou amplificateurs variables. L'implémentation physique de ces éléments se heurte non seulement à leur grand nombre mais également à la complexité des routages à effectuer entre ces différents éléments et à la difficulté de maitriser les dispersions de phase de cette multitude de chemins radiofréquences. Ceci est d'autant plus vrai que la fréquence de fonctionnement est élevée.

[0012] Dans le cas de formateurs de faisceaux avec une reconfigurabilité partielle, une première solution consiste à mettre en œuvre des formateurs de faisceaux fixes associés à un dispositif de sélection de faisceaux. Les formateurs de faisceaux fixes peuvent être réalisées à l'aide de matrices de Butler ou de Blass, de formateurs quasi-optiques tels que des lentilles de Rotman ou des lentilles à retard continu, ou de dispositifs hybrides associant différents types de formateurs de faisceaux fixes. Parmi les différents types de formateurs de faisceaux fixes, les formateurs de faisceaux quasi-optiques sont particulièrement intéressants car ils permettent avec un seul élément de réaliser simultanément plusieurs faisceaux à partir de plusieurs accès d'éléments rayonnants, et constituent ainsi une alternative à la complexité des formateurs de faisceaux analogiques à phase variable. De manière connue, des lentilles unidimensionnelles de Rotman ou à retard continu forment des faisceaux répartis sur un seul axe. Pour former des faisceaux répartis sur deux axes avec des formateurs de faisceaux quasi-optiques unidimensionnels à un axe de répartition, il est alors nécessaire de connecter deux ensembles différents de formateurs de faisceaux quasi-optiques, comme décrit par exemple dans un premier document, formé par le brevet US 5,936, 588 de S.K. Rao et al., intitulé « Reconfigurable multiple beam satellite phased array antenna ». Suivant ce premier document, les deux ensembles sont composés de formateurs de faisceaux quasi-optiques superposés et positionnés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre. Le principal inconvénient d'une telle architecture est que le nombre d'accès du formateur de faisceaux bidimensionnel 2D côté faisceaux est nettement plus élevé que le nombre de faisceaux lorsque le formateur de faisceaux doit adresser une large couverture avec des faisceaux étroits. En conséquence, pour minimiser le nombre de convertisseurs numériques-analogiques de la charge utile, il est alors nécessaire de placer en amont du formateur de faisceaux une matrice de sélection permettant de réduire le nombre d'accès traités par la partie numérique. Cette matrice de sélection est complexe à réaliser dans le cas d'un grand nombre d'accès du formateur de faisceaux quasi-optique bidimensionnel. Un autre inconvénient de cette architecture est l'encombrement important résultant de la mise en série des deux groupes de formateurs quasi-optiques et de la matrice de sélection. En outre une telle architecture conduit à une discrétisation de la couverture dans laquelle le déplacement d'un faisceau s'effectue par des sauts entre faisceaux préformés.

[0013] Dans le cas de formateurs de faisceaux avec une reconfigurabilité partielle, une deuxième solution consiste à mettre en œuvre l'association de sous-ensembles de formateurs de faisceaux à deux dimensions et d'un formateur de faisceaux final à deux dimensions.

[0014] Un deuxième document de Vincent Tugend etal., intitulé « Hybrid beamforming with reduced grating lobes for satellites applications » et publié dans EuCAP 2018, décrit différents types d'associations de la deuxième solutions parmi lesquelles :

• l'association de sous-ensembles de formateurs de faisceaux analogiques qui se chevauchent et d'un formateur de faisceaux numérique principal ;
• l'association de sous-ensembles de formateurs de faisceaux quasi-optiques qui se chevauchent et d'un formateur de faisceaux numérique principal ;
• l'association de sous-ensembles de formateurs quasi-optiques qui se chevauchent, de commutateurs et d'un formateurs de faisceaux numérique principal.

[0015] La demande de brevet US 8 344 945, ayant pour titre « System for simplification of reconfigurable beam-forming network processing within a phased array antenna for a telecommunications satellite » et formant un troisième document, décrit un autre type d'association de la deuxième solution dans lequel sont associés des sous-ensembles de formateurs de faisceaux analogiques qui se chevauchent et un formateur de faisceaux analogique principal.

[0016] L'approche présentée dans les deuxième et troisième documents permet de réduire le nombre de points de contrôle des formateurs de faisceaux en décomposant le formateur de faisceaux en deux parties, une première partie composée de formateurs de faisceaux à partir de sous-réseaux d'éléments rayonnants et une deuxième partie comprenant un formateur de faisceau principal. Cette approche a pour premier inconvénient de générer des lobes de réseaux néfastes aux performances de l'antenne qui peuvent être certes atténués mais au prix d'une utilisation de plusieurs niveaux d'amplificateurs et d'une augmentation des points de contrôle avec un chevauchement des sous-réseaux. Cette approche a pour deuxième inconvénient de générer des faisceaux regroupés et ne permet pas au même moment de générer des faisceaux dispersés sur l'ensemble de la couverture de l'antenne.

[0017] On connait par ailleurs les solutions décrites dans les documents EP3176875, US 2003/038752 et EP 1170823.

[0018] Aucun des modes de réalisation des formateurs de faisceaux ne permet de générer à partir d'un grand nombre d'éléments rayonnants d'un réseau antennaire bidimensionnel prédéterminé un nombre élevé de configurations de faisceaux reconfigurables en termes d'angles de pointage et/ou de tailles, pouvant être dispersés à un même moment sur l'ensemble de la couverture de l'antenne et à un autre moment regroupés en une zone compacte limité de ladite couverture de l'antenne, en consommant une faible puissance électrique et en utilisant un nombre réduit de points de contrôle en amplitude phase.

[0019] Un premier problème technique est de fournir un formateur de faisceaux dont l'architecture permet de générer à partir d'un grand nombre d'éléments rayonnants d'un réseau antennaire bidimensionnel prédéterminé un nombre élevé de configurations de faisceaux reconfigurables en termes d'angles de pointage et/ou de tailles, pouvant être dispersés à un même moment sur l'ensemble de la couverture de l'antenne et à un autre moment regroupés en une zone compacte limité de ladite couverture de l'antenne, en consommant une faible puissance électrique et en utilisant un nombre réduit de points de contrôle en amplitude phase.

[0020] Un deuxième problème technique est de fournir un formateur de faisceaux analogique qui résout le premier problème technique et dans lequel un nombre de points de contrôle amplitude phase limité est utilisé pour remplir les exigences de flexibilité et de vitesse de reconfigurabillté des faisceaux de l'antenne.

[0021] A cet effet, l'invention a pour objet un formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel de plusieurs faisceaux radiofréquences bidimensionnels de tailles et/ou directions de pointage variables continument pour une antenne réseau active bidimensionnelle reconfigurable, ayant un nombre total entier M, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes réparties sur une surface plane ou courbe suivant un maillage formé par les points d'intersection d'un premier réseau d'un premier nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une première direction axiale X, et d'un deuxième réseau d'un deuxième nombre entier S, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction axiale X.

[0022] Le formateur analogique multifaisceaux comprend un premier ensemble dans lequel sont superposés R premiers formateurs analogiques de structure identique et configurés pour former P faisceaux radiofréquences fixes suivant des premières directions angulaires de pointage Ax fixées le long de la première direction axiale X, chaque premier formateur analogique, i variant de 1 à R, étant configuré pour être connecté au travers de S voies de sortie en mode émission ou S voies d'entrée en mode de réception, correspondantes à une rangée de S sources rayonnantes du réseau antennaire et correspondantes à une ligne différente du maillage du réseau antennaire, repérée par un indice de niveau i, i variant de 1 à R ; et chaque premier formateur analogique ayant un nombre entier P, supérieur ou égal à 2, de voies d'entrée en mode d'émission ou de sortie en mode réception, numérotés par un indice de parcours j le long de la première direction axiale X.

[0023] Le formateur analogique multifaisceaux est caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième ensemble d'un nombre entier Q de deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux radiofréquences continument variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y, chaque deuxième formateur analogique étant formé par un diviseur à entrée unique et R branches de sortie en mode émission ou par un combineur à sortie unique et R branches d'entrée en mode réception, chaque branche de sortie d'un diviseur en mode émission ou d'entrée d'un combineur en mode réception incluant un point de contrôle en amplitude et en phase ; chaque deuxième formateur analogique du deuxième ensemble étant connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble de premiers formateur de faisceaux, une colonne d'accès étant formées par R bornes d'accès aux voies d'entrées de même rang j des premiers formateurs analogiques.

[0024] Selon des modes particuliers de réalisation, le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou en combinaison :

• les premiers formateurs analogiques sont superposés le long de la deuxième direction axiale Y et correspondent chacun à une rangée différente de sources rayonnantes le long de la première direction axiale X ; et les deuxièmes formateurs analogiques sont alignés côte à côte le long de la première direction axiale X et correspondent chacun à une ou plusieurs colonnes voisines d'accès aux deuxièmes formateurs analogiques du deuxième ensemble ;
• les R premiers formateurs analogiques superposés du premier ensemble sont des formateurs quasi-optiques ou des matrices de Butler ;
• les points de contrôle en amplitude et en phase des R branches de sortie en mode émission ou R branches d'entrée en mode réception de chacun des Q deuxièmes formateurs analogiques, alignés côte à côte, du deuxième ensemble sont des composants électriques analogiques de déphasage et d'amplification ou atténuation à déphasage et gain variables continument ou quasi-continûment en fonction de commandes analogiques ou de commandes discrètes à résolution fine sur une plage large ;
• le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprend en outre, pour chaque premier formateur analogique et le niveau associé i, i variant de 1 à R, un combineur en mode émission suivant une configuration de combinaison prédéterminée ou un diviseur en mode réception suivant une configuration de division prédéterminée, des sorties en mode émission ou des entrées en mode réception des deuxièmes formateurs analogiques ayant le niveau associé i du premier formateur analogique de faisceaux fixes suivant la première direction angulaire ;
• le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprend en outre, pour chaque premier formateur analogique et le niveau i associé, i variant de 1 à R, intérieure au formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel, une première matrice de commutation, suivant une première configuration d'un ensemble de routages prédéterminé, des sorties en mode émission ou des entrées en mode réception des deuxièmes formateurs analogiques ayant le même niveau associé i du premier formateur analogique de faisceaux fixes suivant la première direction angulaire X ;
• le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprend en outre, périphérique au formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel et à l'opposé des voies d'accès aux sources rayonnantes du réseau antennaire, une deuxième matrice de commutation, suivant une deuxième configuration d'un ensemble de routages prédéterminé, des Q entrées en mode émission ou des Q sorties en mode réception des deuxièmes formateurs analogiques sur un nombre entier T, supérieur ou égal à 2 et inférieur ou égal à Q, d'entrées de faisceaux en mode émission ou de sorties de faisceaux en mode réception ;
• le formateur analogique multifaisceaux comprend en outre, pour chaque premier formateur analogique et le niveau associé i, i variant de 1 à R, intérieure au formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel, une première matrice de commutation, suivant une première configuration d'un ensemble de routages prédéterminé, des sorties en mode émission ou des entrées en mode réception des deuxièmes formateurs analogiques ayant le niveau associé dudit premier formateur analogique de faisceaux fixes suivant la première direction angulaire ; et, périphérique au formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel et à l'opposé des voies d'accès aux sources rayonnantes de l'antenne, une deuxième matrice de commutation, suivant une deuxième configuration d'un ensemble de routages prédéterminé, des Q entrées en mode émission ou des Q sorties en mode réception des deuxièmes formateurs analogiques sur un nombre entier T, supérieur ou égal à 2 et inférieur ou égal à Q, d'entrées de faisceaux en mode émission ou de sorties de faisceaux en mode réception ;
• le nombre P de voies d'entrée en mode d'émission ou de sortie en mode réception de chaque premier formateur analogique est strictement supérieur au premier nombre R de voies d'entrée en mode d'émission ou de sortie en mode réception des sources rayonnantes d'une même rangée suivant la première direction axiale ; et formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprend, pour chaque premier formateur analogique et le niveau associé, un diviseur en mode émission suivant une configuration de diviseur prédéterminée ou un combineur en mode réception suivant une configuration de combinaison prédéterminée, des sorties en mode émission ou des entrées en mode réception des deuxièmes formateurs analogiques ayant le niveau associé du premier formateur analogique de faisceaux fixes suivant la première direction angulaire, le diviseur en mode émission ou le combineur en mode réception étant connecté entre les sorties en mode émission ou les entrées en mode réception des deuxièmes formateurs analogiques ayant le niveau associé dudit premier formateur analogique de faisceaux fixes suivant la première direction angulaire, et les entrées en mode émission ou les sorties en mode réception du premier formateur analogique ;
• le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprend en outre, pour chaque premier formateur analogique de faisceaux unidimensionnels et le niveau associé i, i variant de 1 à R, en mode émission, connecté aux entrées dudit premier formateur analogique de faisceaux fixes, un diviseur suivant une configuration de division des sorties des deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux de faisceaux ayant le niveau associé i dudit premier formateur analogique de faisceaux fixes, ou en mode réception, connecté aux sortie dudit premier formateur analogique de faisceaux un combineur suivant une configuration de combinaison des entrés des deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux de faisceaux ayant le niveau associé j dudit premier formateur analogique de faisceaux fixes; et en mode émission la configuration de division est fonction d'un motif prédéterminé des largeurs des faisceaux émission suivant la première direction angulaire Ax ; ou en mode réception la configuration de combinaison est fonction d'un motif prédéterminé des largeurs des faisceaux réception suivant la première direction angulaire Ax ;
• en mode émission, les points de contrôle en amplitude et en phase des deuxièmes formateurs de faisceaux variables continument en taille sont ajustés de sorte que les diagrammes de rayonnement des faisceaux émissions générés suivant des pointages prédéterminés présentent des diagrammes de rayonnement iso-flux ; ou en mode réception, les points de contrôle en amplitude et en phase des deuxièmes formateurs de faisceaux variables continument en taille sont ajustés de sorte que les diagrammes de rayonnement des faisceaux réception générés suivant des pointages prédéterminés présentent des diagrammes de rayonnement iso-flux ;
• les deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux mobiles du deuxième ensemble sont intégrés dans un circuit unique de forme plane, le circuit intégré étant disposé dans un plan perpendiculaire aux plans d'extension des circuits des premiers formateurs analogiques de faisceaux fixes et jouxtant en bout des bordures desdits circuits, parallèles entre elles et contenues dans un même plan.

[0025] L'invention a pour objet un formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel de plusieurs faisceaux radiofréquences bidimensionnels de tailles et/ou directions de pointage variables continument pour une antenne réseau active bidimensionnelle reconfigurable, ayant un nombre total entier M, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes, formant un réseau antennaire et réparties sur une portion compacte et d'un seul tenant D d'une surface plane ou courbe suivant un empilement compact d'un nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de rangées r(i) parallèles entre elles et orientées suivant une première direction locale axiale X, l'empilement étant orienté suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction locale axiale X, i désignant un indice de niveau et de numérotation de 1 à R dans le sens de parcours de la deuxième direction axiale Y d'empilement desdites rangées r(i), chaque rangée r(i), i variant de 1 à R ayant un nombre entier S(i) fonction du niveau i de sources rayonnantes, la somme des entier S(i) i variant de 1 à R étant égal au nombre M.

[0026] Le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprend un premier ensemble dans lequel sont superposés R premiers formateurs analogiques de structure identique et configurés pour former un nombre P, supérieur ou égal à 2, de faisceaux radiofréquences fixes suivant des premières directions angulaires de pointage Ax fixées le long de la première direction locale axiale X, chaque premier formateur analogique étant configuré pour être connecté au travers du nombre entier S(i) de voies de sortie en mode émission ou S(i) voies d'entrée en mode de réception, correspondantes à la rangée r(i) des S(i) sources rayonnantes du réseau antennaire ; et chaque premier formateur analogique ayant P voies d'entrée en mode d'émission ou de sortie en mode réception, numérotés par un indice de parcours j le long de la première direction axiale X.

[0027] Le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel est caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième ensemble d'un nombre entier Q de deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux radiofréquences continument variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y, chaque deuxième formateur analogique étant formé par un diviseur à entrée unique et R branches de sortie en mode émission ou par un combineur à sortie unique et R branches d'entrée en mode réception, chaque branche de sortie d'un diviseur en mode émission ou d'entrée d'un combineur en mode réception incluant un point de contrôle en amplitude et en phase ; chaque deuxième formateur analogique du deuxième ensemble étant connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble de premiers formateur de faisceaux, une colonne d'accès étant formée par R bornes d'accès aux voies d'entrée de même rang des premiers formateurs analogiques.

[0028] L'invention a pour également pour objet une antenne active bidimensionnelle d'émission reconfigurable pour émettre des signaux radiofréquences sur une pluralité de faisceaux émission de tailles et/ou directions de pointage variables continument, comprenant un réseau antennaire de sources rayonnantes, un ensemble d'amplificateurs de puissance RF HP, et un formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel.

[0029] Le réseau antennaire de sources rayonnantes a un nombre total entier M, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes réparties sur une surface plane ou courbe suivant un maillage formé par les points d'intersection d'un premier réseau d'un premier nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une première direction axiale X, et d'un deuxième réseau d'un deuxième nombre entier S, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction axiale X.

[0030] Le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprend un premier ensemble dans lequel sont superposés R premiers formateurs analogiques de structure identique et configurés pour former P faisceaux radiofréquences fixes d'émission suivant des premières directions angulaires de pointage Ax fixés le long de la première direction axiale X fixés, chaque premier formateur analogique étant configuré pour être connecté au travers de S voies de sortie en mode émission, correspondantes à une rangée de S sources rayonnantes du réseau antennaire et correspondantes à une ligne différente du maillage de l'antenne, repérée par un indice de niveau i, i variant de 1 à R ; et chaque premier formateur analogique ayant un nombre entier P, supérieur ou égal à 2, de voies d'entrée en mode d'émission, numérotés par un indice de parcours j le long de la première direction axiale X.

[0031] L'antenne active bidimensionnelle multifaisceaux d'émission est caractérisée en ce que le formateur analogique multifaisceaux comporte un deuxième ensemble d'un nombre entier Q, supérieur ou égal à 2, de deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux radiofréquences continument variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y, chaque deuxième formateur analogique étant formé par un diviseur à entrée unique et R branches de sortie en mode émission, chaque branche de sortie d'un diviseur incluant un point de contrôle en amplitude et en phase; chaque deuxième formateur analogique du deuxième ensemble étant connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble de premiers formateurs de faisceaux, une colonne d'accès étant formée de R bornes d'accès aux voies d'entrées de même rang j des premiers formateurs analogiques.

[0032] L'invention a pour également pour objet une antenne active de réception bidimensionnelle reconfigurable pour recevoir des signaux radiofréquences sur une pluralité de faisceaux réception de tailles et/ou directions de pointage variables continument, comprenant un réseau antennaire de sources rayonnantes, un ensemble d'amplificateurs RF à faible bruit (LNA), et un formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel.

[0033] Le réseau antennaire de sources rayonnantes a un nombre total entier M, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes réparties sur une surface plane ou courbe suivant un maillage formé par les points d'intersection d'un premier réseau d'un premier nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une première direction axiale X, et d'un deuxième réseau d'un deuxième nombre entier S, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction axiale X.

[0034] Le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprend un premier ensemble dans lequel sont superposés S premiers formateurs analogiques de structure identique et configurés pour former R faisceaux radiofréquences fixes suivant des premières directions angulaires de pointage Ax le long de la première direction axiale X fixés, chaque premier formateur analogique étant configuré pour être connecté au travers de S voies d'entrée en mode de réception, correspondantes à une rangée de S sources rayonnantes du réseau antennaire et correspondantes à une ligne différente du maillage de l'antenne, repérée par un indice de niveau i, i variant de 1 à R ; et chaque premier formateur analogique ayant un nombre entier P, supérieur ou égal à 2, de voies de sortie en mode réception, numérotés par un indice de parcours j le long de la première direction axiale X.

[0035] L'antenne active bidimensionnelle d'émission est caractérisée en ce que le formateur analogique multifaisceaux comporte un deuxième ensemble d'un nombre entier Q de deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux radiofréquences continument variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y, chaque deuxième formateur analogique étant formé par un combineur à sortie unique et R branches d'entrée en mode réception, chaque branche d'entrée d'un combineur incluant un point de contrôle en amplitude et en phase ; chaque deuxième formateur analogique du deuxième ensemble étant connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble, une colonne d'accès étant formées R bornes d'accès aux voies de sortie de même rang i des premiers formateurs analogiques.

[0036] L'invention a pour également pour objet une antenne active d'émission bidimensionnelle reconfigurable pour émettre des signaux radiofréquences sur une pluralité de faisceaux émission de tailles et/ou directions de pointage variables continument, comprenant un réseau antennaire de sources rayonnantes, un ensemble d'amplificateurs de puissance RF HP, et un formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel.

[0037] Le réseau antennaire de sources rayonnantes a un nombre total entier M, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes réparties sur une portion compacte et d'un seul tenant D d'une surface plane ou courbe suivant un empilement compact d'un nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de rangées r(i) parallèles entre elles et orientées suivant une première direction locale axiale X, l'empilement étant orienté suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction locale axiale X, i désignant un indice de niveau et de numérotation de 1 à R dans le sens de parcours de la deuxième direction axiale Y d'empilement desdites rangées r(i), chaque rangée r(i), i variant de 1 à R ayant un nombre entier S(i) fonction du niveau i de sources rayonnantes, la somme des entier S(i) i variant de 1 à R étant égal au nombre M.

[0038] Le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprend un premier ensemble dans lequel sont superposés R premiers formateurs analogiques de structure identique et configurés pour former un nombre P, supérieur ou égal à 2, de faisceaux radiofréquences fixes d'émission suivant des premières directions angulaires de pointage Ax fixées le long de la première direction locale axiale X, chaque premier formateur analogique de niveau i, i variant de 1 à R, étant configuré pour être connecté au travers du nombre entier S(i) de voies de sortie en mode émission, correspondantes à la rangée r(i) des S(i) sources rayonnantes du réseau antennaire; et chaque premier formateur analogique ayant P voies d'entrée en mode d'émission, numérotés par un indice de parcours j le long de la première direction axiale X.

[0039] L'antenne active bidimensionnelle d'émission est caractérisée en ce que le formateur analogique multifaisceaux comporte un deuxième ensemble d'un nombre entier Q de deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux radiofréquences continument variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y, chaque deuxième formateur analogique étant formé par un diviseur à entrée unique et R branches de sortie en mode émission, chaque branche de sortie d'un diviseur en mode émission incluant un point de contrôle en amplitude et en phase ; chaque deuxième formateur analogique du deuxième ensemble étant connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble de premiers formateur de faisceaux, une colonne d'accès étant formée par R bornes d'accès aux voies d'entrée de même rang des premiers formateurs analogiques.

[0040] L'invention a également pour objet une antenne active bidimensionnelle de réception reconfigurable pour recevoir des signaux radiofréquences sur une pluralité de faisceaux réception de tailles et/ou directions de pointage variables continument, comprenant un réseau antennaire de sources rayonnantes, un ensemble d'amplificateurs RF à faible bruit (LNA), et un formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel.

[0041] Le réseau antennaire de sources rayonnantes a un nombre total entier M, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes réparties sur une portion compacte et d'un seul tenant D d'une surface plane ou courbe suivant un empilement compact d'un nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de rangées r(i) parallèles entre elles et orientées suivant une première direction locale axiale X, l'empilement étant orienté suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction locale axiale X, i désignant un indice de niveau et de numérotation de 1 à R dans le sens de parcours de la deuxième direction axiale Y d'empilement desdites rangées r(i), chaque rangée r(i), i variant de 1 à R ayant un nombre entier S(i) fonction du niveau i de sources rayonnantes, la somme des entier S(i) i variant de 1 à R étant égal au nombre M.

[0042] Le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprend un premier ensemble dans lequel sont superposés R premiers formateurs analogiques de structure identique et configurés pour former un nombre P, supérieur ou égal à 2, de faisceaux radiofréquences fixes de réception suivant des premières directions angulaires de pointage Ax fixées le long de la première direction locale axiale X, chaque premier formateur analogique de niveau i, i variant de 1 à R, étant configuré pour être connecté au travers du nombre entier S(i) de voies d'entrée en mode de réception, correspondantes à la rangée r(i) des S(i) sources rayonnantes du réseau antennaire ; et chaque premier formateur analogique ayant P voies de sortie en mode réception, numérotés par un indice de parcours j le long de la première direction axiale X.

[0043] L'antenne active bidimensionnelle de réception est caractérisée en ce que le formateur analogique multifaisceaux comporte un deuxième ensemble d'un nombre entier Q de deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux radiofréquences continument variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y, chaque deuxième formateur analogique étant formé par un combineur à sortie unique et R branches d'entrée en mode réception, chaque branche d'entrée d'un combineur en mode réception incluant un point de contrôle en amplitude et en phase ; chaque deuxième formateur analogique du deuxième ensemble étant connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble de premiers formateur de faisceaux, une colonne d'accès étant formée par R bornes d'accès aux voies de sortie en mode réception de même rang j des premiers formateurs analogiques.

[0044] L'invention a pour également pour objet une charge utile satellitaire d'un satellite de télécommunications comprenant une antenne réception multifaisceaux, une antenne émission multifaisceaux, et un routeur interconnectant l'antenne réception multifaisceaux et l'antenne émission multifaisceaux, l'antenne émission multifaisceaux étant défini que décrit ci-dessus et/ou l'antenne réception multifaisceaux étant défini tel que décrit ci-dessus.

[0045] Selon des modes particuliers de réalisation, la charge utile de satellite comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou en combinaison :

• le routeur est un processeur numérique transparent (DTP).

[0046] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description de plusieurs formes de réalisation qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels :

La figure 1 est une vue générale d'une antenne active 2D bidimensionnelle en mode émission selon l'invention ;

La figure 2 est une vue générale d'une antenne active 2D bidimensionnelle en mode réception selon l'invention ;

La figure 3 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'une antenne active émission selon l'invention incluant son formateur analogique multifaisceaux reconfigurable associé ;

La figure 4 est une vue de dessus schématique de l'antenne active de la figure 3 dans laquelle seul est visible le rang du premier niveau de dessus de sources rayonnantes élémentaires, alignées suivant la première direction axiale X ;

La figure 5 est une vue à un instant donné des faisceaux émission reconfigurables produits par l'antenne active d'émission des figures 3 et 4 et leur aptitude à la mobilité ;

La figure 6 est une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation d'une antenne active émission selon l'invention incluant son formateur analogique multifaisceaux reconfigurable associé ;

La figure 7 est une vue de dessus schématique de l'antenne active de la figure 6 dans laquelle seul est visible le rang du premier niveau de dessus de sources rayonnantes élémentaires, alignées suivant la première direction axiale X ;

La figure 8 est une vue à un instant donné des faisceaux émission reconfigurables produits par l'antenne active d'émission des figures 6 et 7 et leur aptitude à la mobilité ;

La figure 9 est une vue en perspective d'un troisième mode de réalisation d'une antenne active émission selon l'invention incluant son formateur analogique multifaisceaux reconfigurable associé ;

La figure 10 est une vue de dessus schématique de l'antenne active de la figure 9 dans laquelle seul est visible le rang du premier niveau de dessus de sources rayonnantes élémentaires, alignées suivant la première direction axiale X ;

La figure 11 est une vue à un instant donné des faisceaux émission reconfigurables produits par l'antenne active d'émission des figures 9 et 10 et leur aptitude à la mobilité ;

La figure 12 est une vue en perspective d'un quatrième mode de réalisation d'une antenne active émission selon l'invention incluant son formateur analogique multifaisceaux reconfigurable associé ;

La figure 13 est une vue de dessus schématique de l'antenne active de la figure 12 dans laquelle seul est visible le rang du premier niveau de dessus de sources rayonnantes élémentaires, alignées suivant la première direction axiale X ;

La figure 14 est une vue à un instant donné des faisceaux émission reconfigurables produits par l'antenne active d'émission des figures 12 et 13 et leur aptitude à la mobilité ;

La figure 15 est une vue en perspective d'un cinquième mode de réalisation d'une antenne active émission selon l'invention incluant son formateur analogique multifaisceaux reconfigurable associé ;

La figure 16 est une vue de dessus schématique de l'antenne active de la figure 15 dans laquelle seul est visible le rang du premier niveau de dessus de sources rayonnantes élémentaires, alignées suivant la première direction axiale X ;

La figure 17 est une vue à un instant donné des faisceaux émission reconfigurables produits par l'antenne active d'émission des figures 15 et 16 et leur aptitude à la mobilité ;

La figure 18 est une vue en perspective d'un sixième mode de réalisation d'une antenne active émission selon l'invention incluant son formateur analogique multifaisceaux reconfigurable associé ;

La figure 19 une vue en perspective d'un septième mode de réalisation d'une antenne active émission selon l'invention incluant son formateur analogique multifaisceaux reconfigurable associé, la vue étant limitée à un rang de sources rayonnantes élémentaires, alignées suivant une première direction axiale X et situées à un niveau donné quelconque, et étant limitée aux composants (un premier formateur analogique de faisceaux fixes unidimensionnel et un diviseur) connectés audit rang de source, situées juste en aval d'un premier ensemble non représenté de deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux mobiles ;

La figure 20 est une vue à instant donné des faisceaux émission produits par le rang de sources seuls de l'antenne de la figure 19 ;

La figure 21 est une vue de l'éclairement de la surface de Terre par une antenne satellitaire multifaisceaux permettant de visualiser la dépendance du flux reçu dans un faisceau donné en fonction de l'angle de pointage du faisceau par rapport au nadir du satellite et de la largeur du faisceau ;

La figure 22 est une vue des diagrammes de rayonnement iso-flux produits par une antenne active d'un huitième mode de réalisation de l'invention en ajustant uniquement les points de contrôle amplitude phases des deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux mobiles ;

La figure 23 est une vue en perspective d'un neuvième mode de réalisation d'une antenne active émission selon l'invention incluant son formateur analogique multifaisceaux reconfigurable associé ;

La figure 24 est une vue en perspective d'un dixième mode de réalisation d'une antenne active émission selon l'invention incluant son formateur analogique multifaisceaux reconfigurable associé ;

La figure 25 est une vue d'un exemple de charge utile satellite intégrant une antenne émission selon l'invention et une antenne réception selon l'invention.

[0047] Suivant la figure 1, une antenne réseau active 2 selon l'invention est formée par un réseau antennaire 4 d'un nombre M d'éléments rayonnants actifs ou de sources rayonnantes élémentaires actives 4₁, 4₂, 4₃, ..., 4_M, associés à un formateur analogique 6 de faisceaux reconfigurables selon l'invention générant un nombre N de faisceaux.

[0048] Ici, l'antenne réseau active 2 est configurée en mode émission et comporte M amplificateurs de puissance radiofréquence RF de puissance HPA 8₁, 8₂, 8₃, ...,8_M, connectés entre le formateur analogique 6 de faisceaux et les M sources rayonnantes élémentaires 4₁, 4₂, 4₃, ..., 4_M.

[0049] Suivant le nombre d'axes nécessaires pour repérer le positionnement des faisceaux générés, le formateur de faisceaux analogique est appelé formateur de faisceaux analogique à une ou deux dimensions (1D ou 2D).

[0050] Selon l'invention, le formateur de faisceaux analogiques est un formateur de faisceaux analogique à deux dimensions 2D ou encore bidimensionnel.

[0051] Le terme actif indique qu'à chaque source rayonnante est associé un amplificateur, ici un amplificateur de puissance HPA pour l'antenne en mode émission. Cette proximité entre les amplificateurs et les sources rayonnantes permet de minimiser les pertes entre ces deux types de dispositif et ainsi maximiser les performances RF globales du système antennaire.

[0052] Le formateur de faisceaux analogique permet de créer pour chaque faisceau à générer la loi de phase et d'amplitude (A, φ) à appliquer aux sources rayonnantes du réseau antennaire.

[0053] La modification de la loi de phase et d'amplitude d'un faisceau permet de reconfigurer les caractéristiques de ce faisceau en termes de direction de pointage, largeur du faisceau ou d'autres paramètres de la forme du faisceau.

[0054] Suivant la figure 2 et l'invention, une antenne réseau active 52, ici en mode réception, comporte un réseau antennaire 54 formé par un nombre M prédéterminé de sources rayonnantes élémentaires actives 54₁, 54₂, 54₃, ..., 54_M, associés à un formateur analogique 56 de faisceaux selon l'invention générant un nombre N de faisceaux réception.

[0055] L'antenne réseau active 52 comporte M amplificateurs radiofréquence RF 58₁, 58₂, 58₃, ..., 58_M, connectés entre les M sources rayonnantes élémentaires 54₁, 54₂, 54₃, ..., 54_M, et le formateur analogique multifaisceaux, qui à la différence des amplificateurs de puissance HPA de l'antenne émission de la figure 1, sont des amplificateurs radiofréquence RF à faible bruit LNA (en anglais Low Noise Amplifier).

[0056] A l'instar de l'antenne réseau active d'émission 2 de la figure 1 le formateur de faisceaux analogique 56 permet de créer pour chaque faisceau réception à générer la loi de phase et d'amplitude (A, φ) à appliquer aux sources rayonnantes du réseau antennaire.

[0057] La modification de la loi de phase et d'amplitude d'un faisceau réception permet de reconfigurer les caractéristiques de ce faisceau en termes de direction de pointage, largeur du faisceau ou d'autres paramètres de la forme du faisceau.

[0058] De manière générale, les formateurs de faisceaux analogiques à deux dimensions et à complexité limitée pour antennes réseaux actives reconfigurables selon l'invention sont fondés sur une architecture associant des formateurs analogiques unidimensionnels de faisceaux fixes suivant une première direction angulaire avec des formateur analogiques unidimensionnels de faisceaux mobiles suivant une deuxième direction angulaire différente de la première direction angulaire.

[0059] La complexité limitée des formateurs de faisceaux analogiques à deux dimensions est obtenue par un dimensionnement de la flexibilité du formateur de faisceaux au juste besoin. Une flexibilité totale est inutile lorsque l'antenne est connectée à un processeur numérique, gérant plusieurs faisceaux en parallèle. La zone de couverture de chacun des accès faisceaux peut être limitée, et la complexité du formateur associé peut être ainsi réduite. La couverture totale est alors la concaténation des couvertures associées à chaque faisceau. Pour permettre d'adresser des trafics d'utilisateurs spatialement concentrés, un recouvrement des couvertures individuelles de chaque faisceau est permis.

[0060] Par ailleurs il est à remarquer que le rapport minimum requis entre les signaux utiles et les signaux parasites (C/I) limite la proximité entre deux faisceaux simultanément actifs et induit une restriction de pointage relative de chaque faisceau, même si chaque faisceau avait une flexibilité totale.

[0061] Ainsi de trop fortes proximités entre les faisceaux conduisent à induire des niveaux d'interférences entre les faisceaux qui ne permettent pas d'utiliser toutes les configurations. Il s'ensuit que la prise en compte des contraintes de C/I dans le dimensionnement des formateurs de faisceaux pour répondre au mieux aux besoins des utilisateurs de satellites conduit à mettre en évidence que des architectures à flexibilité réduite peuvent permettre d'atteindre des niveaux de satisfaction des besoins des clients équivalents à ceux obtenus avec des formateurs de faisceaux totalement reconfigurables. Ainsi des simulations s'appuyant sur les architectures de formateurs de faisceaux selon l'invention montrent que malgré une réduction d'environ un facteur 10 du nombre de points de contrôle, ces architectures permettent d'atteindre un niveau équivalent de satisfaction du besoin des utilisateurs qu'avec des architectures totalement reconfigurables pour des applications de satellites en orbites basses.

[0062] De manière particulière, les formateurs analogiques unidimensionnels de faisceaux fixes peuvent être des formateurs de faisceaux quasi-optiques.

[0063] De manière particulière, les antennes réseau actives reconfigurables selon l'invention conviennent et sont utilisées pour des applications satellitaires.

[0064] Suivant la figure 3 et un premier mode de réalisation, une antenne réseau active bidimensionnelle 102, ici configurée en mode émission, comporte un réseau antennaire 104 de sources rayonnantes élémentaires 104_i,j, un formateur analogique multifaisceaux 106 selon l'invention de plusieurs faisceaux radiofréquences bidimensionnels émission de tailles et/ou directions de pointage variables continument, et un ensemble 108 d'amplificateurs de puissance HPA 108_i,j interconnectant le formateur analogique multifaisceaux 106 de faisceaux d'émission aux sources rayonnantes élémentaires 104_i,j.

[0065] Le réseau antennaire 104 comporte un nombre total entier N, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes élémentaires réparties sur une surface plane suivant un maillage ou réseau formé par les points d'intersection d'une première série d'un premier nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une première direction axiale X, numérotées par un indice i variant de 1 à R de haut en bas sur la figure, et d'une deuxième série d'un deuxième nombre entier S, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction axiale X, numérotées par un indice j variant de 1 à S de gauche à droite sur la figure 3.

[0066] Ici, de manière particulière et à titre d'exemple, le nombre total N de sources rayonnantes 104_i,j, le nombre R de premières lignes orientées suivant la première direction axiale X et le nombre S de deuxièmes lignes orientes suivant la deuxième direction axiale Y sont respectivement égaux à 25, 5 et 5.

[0067] Le formateur analogique multifaisceaux 106 des faisceaux émission comprend un premier ensemble 112 de R premiers formateurs analogiques 112i, i variant de 1 à R, superposés et ayant une structure identique, et configurés pour former S faisceaux radiofréquences RF fixes suivant des premières directions angulaires de pointage Ax le long de la première direction axiale X fixés.

[0068] Chaque premier formateur analogique 112i, i variant de 1 à R, est configuré pour être connecté au travers de S voies de sortie en mode émission, correspondantes à une rangée de S sources rayonnantes du réseau antennaire et correspondantes à une ligne i de la première série du maillage de l'antenne, repérée par l'indice de niveau i, i étant un entier variant de 1 à R.

[0069] Chaque premier formateur analogique 112i comporte un nombre entier P, supérieur ou égal à 2, de voies d'entrée en mode d'émission, numérotés par un indice de parcours j le long de la première direction axiale X, j variant de 1 à P.

[0070] Le formateur analogique multifaisceaux 106 de faisceaux émission comprend également un deuxième ensemble 114 d'un nombre entier Q de deuxièmes formateurs analogiques 114_k de faisceaux radiofréquences continument variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y.

[0071] Chaque deuxième formateur analogique 114k, k variant de 1 à Q, est formé par un diviseur 116k à entrée unique et R branches de sortie en mode émission, chaque branche de sortie d'un diviseur 116k incluant un point 118_k,i de contrôle en amplitude et en phase.

[0072] Chaque deuxième formateur analogique 114k du deuxième ensemble 114 est connecté à une colonne d'accès 118k du premier ensemble, une colonne d'accès 118k étant formée par R bornes d'accès aux voies d'entrées de même rang j des premiers formateurs analogiques 112i.

[0073] Ici, de manière particulière et à titre d'exemple, le nombre P de voies d'entrée de chaque premier formateur analogique est égal à S, c'est à dire 5, et le nombre Q de deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux radiofréquences, continument variables en taille et/ou en direction de pointage, est égal à S, c'est-à-dire 5.

[0074] Ici, les cinq (R=5) premiers formateurs analogiques 112i de faisceaux fixes sont des formateurs de faisceaux quasi-optiques, regroupés dans le premier ensemble 112, et placés du côté des éléments rayonnants 104_i,j.

[0075] L'architecture du formateur analogique multifaisceaux 106 est illustré ici pour un nombre limité d'éléments rayonnants par un souci de clarté, et elle est d'autant plus intéressante et avantageuse que le nombre d'éléments rayonnants est élevé.

[0076] L'association d'un premier ensemble 112 de premiers formateurs de faisceaux quasi-optiques fixes et d'un deuxième ensemble 114 de deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux d'émission variables continûment selon l'agencement bidimensionnel décrit ci-dessus permet :

• une implémentation aisée du formateur de faisceaux mobiles à 2 dimensions grâce à la simplification apportée par l'utilisation des formateurs de faisceaux quasi-optiques, connectés en entrée des sources rayonnantes au travers des amplificateurs de puissance HPA ;
• le remplacement de la classique association d'une matrice de connexion et d'un ensemble de formateurs de faisceaux quasi-optiques par un seul ensemble de formateurs analogiques, ce qui a pour effet de simplifier et compacter la structure global du formateur de faisceaux ;
• d'obtenir un nombre réduit d'accès de faisceaux à traiter in fine par la charge utile ;
• de minimiser la consommation en puissance et diminuer la complexité de fabrication.

[0077] Dans le cas de la structure de l'antenne et du formateur multifaisceaux décrit dans les figures 3 et 4, cela conduit à disposer de faisceaux mobiles uniquement sur une dimension suivant la deuxième direction angulaire By. Chacun des faisceaux est mobile sur une colonne, toutes les colonnes étant différentes et parallèles entre elles. Cela permet avantageusement de disperser les cinq faisceaux 140, 141, 142, 143, 144 sur l'ensemble de la couverture 146, comme le montre la figure 5.

[0078] En variante du premier mode de réalisation, d'autres modes de réalisations, décrits ci-dessous, permettent d'augmenter le nombre de faisceaux le long de la deuxième direction angulaire By par colonne correspondant chacune à une position angulaire différente le long de la première direction angulaire Ax, ou de commuter des faisceaux entre plusieurs colonnes correspondant à des positions angulaires différentes le long de la première direction angulaire Ax.

[0079] En utilisant ces variantes, la flexibilité du formateur multifaisceaux analogique peut être améliorée sans augmenter significativement sa complexité. Les architectures de ces variantes, dérivées du premier mode de réalisation, permettent de dimensionner le formateur multifaisceaux analogique de faisceaux émission au juste besoin de l'application visée et ainsi de réduire significativement le nombre de point de contrôle du formateur de faisceaux par rapport à un formateur de faisceaux totalement flexible.

[0080] Suivant les figures 6, 7 et 8 un deuxième mode de réalisation, une antenne réseau active bidimensionnelle 152, ici configurée en mode émission, comporte le même réseau antennaire 104 que celui de l'antenne émission de la figure 3, un formateur analogique multifaisceaux 156 de plusieurs faisceaux radiofréquences bidimensionnels émission de tailles et/ou directions de pointage variables continument, un ensemble 108 d'amplificateurs de puissance HPA, identiques à ceux de la figure 3.

[0081] Le formateur analogique multifaisceaux 156 diffère du formateur analogique multifaisceaux 106 de la figure 3 en ce qu'il comprend, pour chaque niveau i, i variant de 1 à 5 (R=5), un combineur 172i combinant suivant une configuration prédéterminée des sorties en mode émission des deuxièmes formateurs analogiques 164k, k variant de 1 à 10 (Q=10) ayant le même niveau i associé du premier formateur analogique 162i de faisceaux fixes suivant la première direction angulaire Ax, et en ce que le nombre Q de deuxièmes formateurs analogiques 164k de faisceaux variables continument suivant la deuxième direction angulaire By du deuxième ensemble 164 est le double de celui du deuxième ensemble 114 de la figure 3.

[0082] Ici, chaque entrée d'un deuxième formateur analogique 164k, k variant de 1 à 10, correspond à un faisceau émission différent, et les sorties en colonne des deuxièmes formateurs analogiques sont combinés par deux à deux par les combineurs 172i des premiers formateurs analogiques 162i, i variant de 1 à 5.

[0083] L'architecture ici proposée permet, comme illustré sur la figure 8, de doubler le nombre de faisceaux mobiles par colonne 182, suivant la deuxième direction angulaire By par rapport au premier mode de réalisation, le nombre de colonnes étant égale ici à 5.

[0084] De manière plus générale, en plaçant plusieurs deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux mobiles unidimensionnels sur une même colonne d'accès des premiers formateurs analogiques de faisceaux fixes, ici des formateurs quasi-optiques, plusieurs faisceaux mobiles se déplaçant sur une même colonne sont obtenus.

[0085] Suivant les figures 9, 10 et 11 et un troisième mode de réalisation, une antenne réseau active bidimensionnelle 202, ici configurée en mode émission, comporte le même réseau antennaire 104 que celui de l'antenne émission 104 de la figure 3, un formateur analogique multifaisceaux 206 de plusieurs faisceaux radiofréquences bidimensionnels émission de tailles et/ou directions de pointage variables continument, un ensemble 108 d'amplificateurs de puissance HPA, identiques à ceux de la figure 3.

[0086] Le formateur analogique multifaisceaux 206 diffère du formateur analogique multifaisceaux 106 de la figure 3 en ce qu'il comprend, intérieure audit formateur analogique multifaisceaux 206, pour chaque niveau i, i variant de 1 à 5 (R=5), une première matrice de commutation 220i, suivant une première configuration prédéterminée d'un ensemble de routages, des sorties en mode émission des deuxièmes formateurs analogiques 214k, k variant de 1 à 5, (Q=5) ayant le même niveau i associé du premier formateur analogique 212i de faisceaux fixes suivant la première direction angulaire Ax.

[0087] Les premières matrices de commutation 220i, i variant de 1 à 5, sont ajoutées en entrée des premiers formateurs analogiques de faisceaux 212i et en sortie des deuxièmes formateurs analogiques 214k de faisceaux continûment variables en position angulaire suivant la deuxième position angulaire By.

[0088] Ici, chaque entrée d'un deuxième formateur analogique 214k, k variant de 1 à 5, correspond à un faisceau émission différent.

[0089] L'architecture ici proposée permet, comme illustré sur la figure 11, de commuter les faisceaux mobiles par colonne suivant la deuxième direction angulaire By par rapport au premier mode de réalisation, le nombre de colonnes étant égale ici à 5.

[0090] De manière plus générale, en ajoutant une première matrice de commutation entre les accès de sortie des deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux mobiles unidimensionnels et les accès d'entrées sur une même colonne d'accès des premiers formateurs analogiques de faisceaux fixes, ici des formateurs quasi-optiques, il est possible de déplacer les faisceaux entre plusieurs colonnes.

[0091] Suivant les figures 12, 13, 14 et un quatrième mode de réalisation, une antenne réseau active bidimensionnelle 252, ici configurée en mode émission, comporte le même réseau antennaire 104 que celui de l'antenne émission 102 de la figure 3, un formateur analogique multifaisceaux 256 de plusieurs faisceaux radiofréquences bidimensionnels émission de tailles et/ou directions de pointage variables continument, un ensemble 108 d'amplificateurs de puissance HPA, identiques à ceux de la figure 3.

[0092] Le formateur analogique multifaisceaux 256 diffère du formateur analogique multifaisceaux 106 de la figure 3 en ce qu'il comprend, périphérique audit formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel 256 et à l'opposé des voies d'accès aux sources rayonnantes 104_i,j du réseau antennaire 104, une deuxième matrice de commutation 272, suivant une deuxième configuration prédéterminée d'un ensemble de routages, des Q entrées en mode émission des deuxièmes formateurs analogiques 264k, k variant de 1 à 5 (Q=5).

[0093] La deuxième matrice de commutation 272 est ajoutée en entrée des deuxièmes formateurs analogiques 264k, k variant de 1 à 5, de faisceaux continûment variables en position angulaire suivant la deuxième position angulaire By.

[0094] L'architecture ici proposée permet, comme illustrée sur la figure 14, de réduire le nombre de faisceaux dans la couverture 292 à deux faisceaux 294, 296. Par rapport au premier mode de réalisation de la figure 3, le nombre de faisceaux passe de cinq à deux.

[0095] De manière plus générale, en ajoutant une deuxième matrice de commutation en entrée des deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux mobiles unidimensionnels, le nombre d'accès de faisceaux, le nombre de faisceaux à un instant donné est réduit.

[0096] Suivant les figures 15, 16 et 17 et un cinquième mode de réalisation, une antenne réseau active bidimensionnelle 302, ici configurée en mode émission, comporte le même réseau antennaire 104 que celui de l'antenne émission 102 de la figure 3, un formateur analogique multifaisceaux 306 de plusieurs faisceaux radiofréquences bidimensionnels émission de tailles et/ou directions de pointage variables continument, un ensemble 108 d'amplificateurs de puissance HPA, identiques à ceux de la figure 3.

[0097] Le formateur analogique multifaisceaux 306 diffère du formateur analogique multifaisceaux 106 de la figure 3 en ce qu'il comprend :

• pour chaque premier formateur analogique 312i et le niveau i associé, i variant de 1 à 5 (R=5), intérieure au formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel 306, une première matrice de commutation 320i, suivant une première configuration d'un ensemble de routages prédéterminé, des sorties en mode émission des deuxièmes formateurs analogiques 314k, k variant de 1 à 5 (Q=5) ayant le même niveau i associé du premier formateur analogique 312i de faisceaux fixes suivant la première direction angulaire Ax ; et
• périphérique au formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel 306 et à l'opposé des voies d'accès aux sources rayonnantes 104_i,j de l'antenne, une deuxième matrice de commutation 322, suivant une deuxième configuration d'un ensemble de routages prédéterminé, des Q entrées en mode émission des deuxièmes formateurs analogiques 314k sur un nombre entier T, supérieur ou égal à 2 et inférieur ou égal à Q, d'entrées de faisceaux en mode émission.

[0098] Chaque première matrice 320i associée à un niveau i donné, i variant de 1 à 5, interposée entre le premier formateur analogique 316i de faisceaux de même niveau i, comporte ici cinq commutateurs 332, 334, 336, 338, 340 à une entrée et deux sortie.

[0099] La deuxième matrice commutation 322, connectée en entrée du deuxième ensemble 314 de deuxièmes formateurs de faisceaux analogiques 314k, comporte ici une ligne de connexion fixe 342 et deux aiguilleurs ou commutateurs 344, 346 à une entrée-deux sorties.

[0100] L'architecture ici proposée est une architecture hybride des troisième et quatrième modes de réalisation, et comme illustré sur la figure 17, cette architecture permet de réduire le nombre de faisceaux en passant de cinq à trois faisceaux 347, 348, 349, et de commuter par colonne les faisceaux, mobiles continument suivant la deuxième direction angulaire By, des trois colonnes.

[0101] De manière générale, les architectures généralisées des deuxième, troisième et quatrième modes de réalisation peuvent être combinées.

[0102] Suivant la figure 18 et un sixième mode de réalisation, une antenne réseau active bidimensionnelle 352, ici configurée en mode émission, comporte le même réseau antennaire 104 que celui de l'antenne émission de la figure 3, un formateur analogique multifaisceaux 356 de plusieurs faisceaux radiofréquences bidimensionnels émission de tailles et/ou directions de pointage variables continument, et un ensemble 108 d'amplificateurs de puissance HPA, identiques à ceux de la figure 3.

[0103] Le formateur analogique multifaisceaux 356 diffère du formateur analogique multifaisceaux de la Figure 3 en ce qu'il comprend quatre entrées de faisceaux et au moins une deuxième matrice de commutation de réduction à quatre faisceaux.

[0104] Ici, les cinq deuxièmes formateurs analogiques 364k, k variant de 1 à 5, du deuxième ensemble 364 sont intégrés sur un seul circuit 368 placé sur un plan perpendiculaire à ceux des formateurs quasi-optiques 362i, i variant de 1 à 5.

[0105] De manière générale et indépendamment de l'architecture du formateur analogique multifaisceaux selon l'invention utilisé, les deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux mobiles du deuxième ensemble sont intégrés dans un circuit unique de forme plane, le circuit intégré étant disposé dans un plan perpendiculaire aux plans d'extension des circuits des premiers formateurs analogiques de faisceaux fixes et jouxtant en bout des bordures desdits circuits, parallèles entre elles et contenues dans un même plan.

[0106] L'ensemble des modes de réalisation du formateur analogique multifaisceaux décrit ci-dessus utilisent des premiers formateurs analogiques de faisceaux fixes, réalisés par des formateurs quasi-optiques. En variante, les premiers formateurs analogiques de faisceaux fixes peuvent être réalisés par d'autres types de formateurs de faisceaux analogiques fixes tels que les matrices de Butler.

[0107] Les formateurs analogiques multifaisceaux décrits ci-dessus peuvent être utilisés avec

• un système partageant dans le temps un ou plusieurs accès faisceaux entre plusieurs faisceaux distincts sur la couverture de l'antenne selon le principe d'accès multiple à répartition dans le temps ;
• un étage supplémentaire de formation numérique de faisceaux avec potentiellement une fonction de pré-codage.

[0108] Les premier, deuxième, troisième, quatrième, cinquième et sixième modes de réalisation décrits ci-dessus dans les figures 3 à 18 des antennes actives émission et leurs formateur analogiques associés selon l'invention, sont configurés pour générer des faisceaux émission de tailles identiques.

[0109] En variante des configurations décrites ci-dessus, des réglages différents des premiers formateurs analogiques de faisceaux fixes suivant la première direction angulaire et des deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux mobiles selon la deuxième direction angulaire By peuvent être utilisés pour générer des faisceaux émission de tailles différentes.

[0110] Suivant la figure 19 et un septième mode de réalisation, une antenne réseau active bidimensionnelle 402, ici configurée en mode émission, comporte le même réseau antennaire 104 que celui de l'antenne émission 102 de la figure 3, un formateur analogique multifaisceaux 406 de plusieurs faisceaux radiofréquences bidimensionnels émission de tailles et/ou de directions de pointage variables continument, un ensemble 108 d'amplificateurs de puissance de HPA, identiques à ceux de la figure 3.

[0111] Le formateur analogique multifaisceaux 406 diffère du formateur analogique multifaisceaux 106 de la figure 3 en ce qu'il comprend, pour chaque premier formateur analogique de faisceaux unidimensionnels et le niveau associé i, i variant de 1 à 5 (R=5), connecté aux entrées dudit premier formateur analogique 412i de faisceaux émission fixes, un diviseur 432i suivant une configuration de division des sorties des deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux ayant le même niveau associé i dudit premier formateur analogique 412i de faisceaux fixes.

[0112] La configuration de division du diviseur 432i est fonction d'un motif prédéterminé des largeurs des faisceaux émission suivant la première direction angulaire Ax, dans lequel les accès uniques des faisceaux F1, F2, F3, F4, F5 en sortie des cinq deuxièmes formateurs de faisceaux mobiles, non représentés sur la figure 19, se divisent respectivement en une, deux, trois, deux, une branches qui accèdent chacune à une entrée associé unique du premier formateur de faisceaux quasi-optiques.

[0113] Ainsi, les diviseurs élémentaires de chaque diviseur 432i, connecté en entrée au premier formateur analogique de faisceaux unidimensionnel 412i, de même niveau i et formé ici par un premier formateur de faisceaux quasi-optiques, sont configurés de sorte à obtenir une augmentation de gain au fur et à mesure que les faisceaux sont excentrés du centre de phase de l'antenne en s'en écartant suivant première direction angulaire Ax. Comme illustré sur les figures 20 et 21, cette variation de gain peut avoir pour but de compenser l'augmentation des pertes de propagation entre un satellite et la terre lorsque le trajet de propagation devient plus long et l'augmentation des empreintes au sol lorsque l'angle de projection au sol devient plus grand au fur et à mesure que les faisceaux émis depuis le satellite sont excentrés. Cette compensation permet de fournir aux différents utilisateurs répartis sur la terre un niveau de signal quasi-équivalent (isoflux).

[0114] Suivant la figure 22, cette variation du gain des faisceaux peut être également obtenue en agissant seulement sur les points de contrôle en amplitude phase de 12 formateurs électroniques mobiles d'un huitième mode de réalisation d'une antenne active selon l'invention non représenté. La variation de la taille d'un faisceau peut également être dictée par un besoin de couvrir une surface plus ou moins grande avec ce faisceau.

[0115] De manière générale, une antenne active bidimensionnelle d'émission selon l'invention, telle que représentée sur la figure 1, est à complexité réduite et reconfigurable pour émettre des signaux radiofréquences sur une pluralité de faisceaux émission de tailles et/ou directions de pointage variables continument. L'antenne active bidimensionnelle d'émission reconfigurable selon l'invention comprend un réseau antennaire de sources rayonnantes élémentaires d'émission, un ensemble d'amplificateurs de puissance RF HPA, et un formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel.

[0116] Le réseau antennaire de sources rayonnantes d'émission est formée par un nombre total entier N, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes RF élémentaires d'émission, réparties sur une surface plane ou courbe suivant un maillage formé par les points d'intersection d'une première série d'un premier nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une première direction axiale X, et d'une deuxième série d'un deuxième nombre entier S, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction axiale X.

[0117] Le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprend un premier ensemble dans lequel sont superposés S premiers formateurs analogiques de faisceaux fixes unidimensionnels de structure identique suivant la deuxième direction axiale Y.

[0118] Les R premiers formateurs analogiques de faisceaux fixes unidimensionnels sont configurés pour former P faisceaux radiofréquences fixes d'émission suivant des premières directions angulaires de pointage Ax le long de la première direction axiale X fixés.

[0119] Chaque premier formateur analogique de faisceaux unidimensionnel est connecté au travers de R voies de sortie en mode émission, correspondantes à une rangée de R sources rayonnantes élémentaires du réseau antennaire et correspondantes à une ligne différente du maillage de l'antenne active, repérée par un indice de niveau j.

[0120] Chaque premier formateur analogique a un nombre entier P, supérieur ou égal à 2, de voies d'entrée en mode d'émission, numérotés par un indice de parcours i le long de la première direction axiale X.

[0121] Le formateur analogique multifaisceaux comporte en outre un deuxième ensemble d'un nombre entier Q de deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux radiofréquences continument variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y.

[0122] Chaque deuxième formateur analogique est formé par un diviseur à entrée unique et R branches de sortie en mode émission, chaque branche de sortie d'un diviseur incluant un point de contrôle en amplitude et en phase. Chaque deuxième formateur analogique du deuxième ensemble est connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble, une colonne d'accès étant formées de S bornes d'accès aux voies d'entrées de même rang i des premiers formateurs analogiques.

[0123] Il est à remarquer que les mêmes architectures des antennes actives multifaisceaux d'émission reconfigurables et leurs formateurs analogiques multifaisceaux bidimensionnels associés selon l'invention, décrites dans les figures 3 à 22 peuvent être utilisés de manière correspondante dans des antennes actives multifaisceaux de réception reconfigurables. Les antennes actives multifaisceaux de réception reconfigurables sont les antennes actives multifaisceaux d'émission reconfigurables des figures 3 à 22 dans lesquelles les amplificateurs radiofréquences de puissance HPA ont été remplacés par des amplificateurs radiofréquence à faible bruit LNA.

[0124] De manière générale, une antenne active bidimensionnelle de réception selon l'invention, telle que représentée sur la figure 2, est à complexité réduite et reconfigurable pour recevoir des signaux radiofréquences RF sur une pluralité de faisceaux réception de tailles et/ou directions de pointage variables continument. L'antenne active bidimensionnelle de réception selon l'invention comprend un réseau antennaire de sources rayonnantes élémentaires, un ensemble d'amplificateurs RF à faible bruit (LNA), et un formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel.

[0125] Le réseau antennaire de sources rayonnantes est formé par un nombre total entier N, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes RF élémentaires, réparties sur une surface plane ou courbe suivant un maillage formé par les points d'intersection d'une première série d'un premier nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une première direction axiale X, et d'une deuxième série d'un deuxième nombre entier S, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction axiale X.

[0126] Le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprend un premier ensemble dans lequel sont superposés R premiers formateurs analogiques de structure identique et configurés pour former P faisceaux radiofréquences fixes suivant des premières directions angulaires de pointage Ax le long de la première direction axiale X fixés, chaque premier formateur analogique étant configuré pour être connecté au travers de R voies d'entrée en mode de réception, correspondantes à une rangée de R sources rayonnantes du réseau antennaire et correspondantes à une ligne différente du maillage de l'antenne, repérée par un indice de niveau j ; et chaque premier formateur analogique ayant un nombre entier P, supérieur ou égal à 2, de voies de sortie en mode réception, numérotés par un indice de parcours i le long de la première direction axiale X.

[0127] Le formateur analogique multifaisceaux en mode réception comporte également un deuxième ensemble d'un nombre entier Q de deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux radiofréquences continument variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y.

[0128] Chaque deuxième formateur analogique est formé par un combineur à sortie unique et R branches d'entrée en mode réception, chaque branche d'entrée d'un combineur incluant un point de contrôle en amplitude et en phase. Chaque deuxième formateur analogique du deuxième ensemble est connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble, une colonne d'accès étant formées S bornes d'accès aux voies de sortie de même rang i des premiers formateurs analogiques.

[0129] De manière encore plus générale, un formateur analogique multifaisceaux selon l'invention est configuré pour former plusieurs faisceaux radiofréquences bidimensionnels de tailles et/ou directions de pointage variables continument d'une antenne réseau active bidimensionnelle reconfigurable ayant un réseau antennaire.

[0130] Le réseau antennaire est formé d'un nombre total entier M, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes, réparties sur une portion compacte et d'un seul tenant D d'une surface plane ou courbe suivant un empilement compact d'un nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de rangées r(i) parallèles entre elles et orientées suivant une première direction locale axiale X, l'empilement étant orienté suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction locale axiale X. i désigne un indice de niveau et de numérotation de 1 à R dans le sens de parcours de la deuxième direction axiale Y d'empilement desdites rangées r(i). Chaque rangée r(i), i variant de 1 à R a un nombre entier S(i) fonction du niveau i de sources rayonnantes, la somme des entier S(i) i variant de 1 à R étant égal au nombre M.

[0131] Le formateur analogique multifaisceaux comprend un premier ensemble dans lequel sont superposés R premiers formateurs analogiques de structure identique et configurés pour former un nombre P, supérieur ou égal à 2, de faisceaux radiofréquences fixes suivant des premières directions angulaires de pointage Ax fixées le long de la première direction locale axiale X. Chaque premier formateur analogique associé au niveau i, i variant de 1 à R, est configuré pour être connecté au travers du nombre entier S(i) de voies de sortie en mode émission ou S(i) voies d'entrée en mode de réception, correspondantes à la rangée r(i) des S(i) sources rayonnantes du réseau antennaire. Chaque premier formateur analogique a P voies d'entrée en mode d'émission ou de sortie en mode réception, numérotés par un indice de parcours j le long de la première direction axiale X.

[0132] Le formateur analogique multifaisceaux comporte un deuxième ensemble d'un nombre entier Q de deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux radiofréquences continument variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y. Chaque deuxième formateur analogique est formé par un diviseur à entrée unique et R branches de sortie en mode émission ou par un combineur à sortie unique et R branches d'entrée en mode réception, chaque branche de sortie d'un diviseur en mode émission ou d'entrée d'un combineur en mode réception incluant un point de contrôle en amplitude et en phase. Chaque deuxième formateur analogique du deuxième ensemble est connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble de premiers formateur de faisceaux, une colonne d'accès étant formée par R bornes d'accès aux voies d'entrée de même rang des premiers formateurs analogiques.

[0133] De manière correspondante, une antenne active multifaisceaux bidimensionnelle d'émission ou une antenne active multifaisceaux bidimensionnelle de réception utilise un formateur analogique multifaisceaux généralisé tel que décrit ci-dessus.

[0134] Suivant la figure 23 et un neuvième mode de réalisation, une antenne réseau active bidimensionnelle 502, ici configurée en mode émission, comporte un réseau antennaire 504 différent de celui de l'antenne émission 102 de la figure 3, un formateur analogique multifaisceaux 506 de plusieurs faisceaux radiofréquences bidimensionnels émission de tailles et/ou directions de pointage variables continument, un ensemble 508 d'amplificateurs de puissance de HPA, différents de celui de la figure 3.

[0135] Le réseau antennaire 504 est formé d'un nombre total M, égal ici à 21, de sources rayonnantes, réparties sur une portion compacte et d'un seul tenant D d'une surface plane ou courbe suivant un empilement compact d'un nombre entier R, ici égal à 5, de rangées r(i) parallèles entre elles et orientées suivant une première direction locale axiale X, l'empilement étant orienté suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction locale axiale X, l'indice de niveau i variant de 1 à 5 dans le sens de parcours de la deuxième direction axiale Y d'empilement desdites rangées r(i). Les nombres S(1), S(2), S(3), S(4), S(5) de sources rayonnantes des rangées r(1), r(2), r(3), r(4), r(5) sont respectivement égaux 3, 5, 5, 5, 3.

[0136] La somme des entier S(i) i variant de 1 à 5 est égal au nombre M ayant ici pour valeur 21.

[0137] Le formateur analogique multifaisceaux 506 comprend un premier ensemble 512 dans lequel sont superposés 5 premiers formateurs analogiques de structure identique et configurés pour former un nombre P, ici égal à 5, de faisceaux radiofréquences fixes suivant des premières directions angulaires de pointage Ax fixées le long de la première direction locale axiale X. Chaque premier formateur analogique 512i associé au niveau i, i variant de 1 à 5, est configuré pour être connecté au travers du nombre entier S(i) de voies de sortie en mode émission, correspondantes à la rangée r(i) des S(i) sources rayonnantes du réseau antennaire. Chaque premier formateur analogique a 5 voies d'entrée en mode d'émission.

[0138] Le formateur analogique multifaisceaux 506 comporte un deuxième ensemble d'un nombre entier Q, ici égal à 5, de deuxièmes formateurs analogiques 514k, k variant de 1 à 5, de faisceaux radiofréquences continument variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y. Chaque deuxième formateur analogique 514k, k variant de 1 à 5, est formé par un diviseur à entrée unique et 5 branches de sortie en mode émission, chaque branche de sortie d'un diviseur en mode émission incluant un point de contrôle en amplitude et en phase. Chaque deuxième formateur analogique 514k du deuxième ensemble 514 est connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble de premiers formateur de faisceaux, une colonne d'accès étant formée par 5 bornes d'accès aux voies d'entrée de même rang des premiers formateurs analogiques 512i.

[0139] Suivant la figure 24 et un dixième mode de réalisation, une antenne réseau active bidimensionnelle 552, ici configurée en mode émission, comporte un réseau antennaire 554 différent de celui de l'antenne émission 102 de la figure 3 et de l'antenne émission de la figure 23, un formateur analogique multifaisceaux 556 de plusieurs faisceaux radiofréquences bidimensionnels émission de tailles et/ou directions de pointage variables continument, un ensemble 508 d'amplificateurs de puissance de HPA différent de celui de la figure 3.

[0140] Le réseau antennaire 554 est formé d'un nombre total M, égal ici à 19, de sources rayonnantes, réparties sur une portion compacte et d'un seul tenant D d'une surface plane ou courbe suivant un empilement compact d'un nombre entier R, ici égal à 5, de rangées r(i) parallèles entre elles et orientées suivant une première direction locale axiale X, l'empilement étant orienté suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction locale axiale X, l'indice de niveau i variant de 1 à 5 dans le sens de parcours de la deuxième direction axiale Y d'empilement desdites rangées r(i). Les nombres S(1), S(2), S(3), S(4), S(5) de sources rayonnantes des rangées r(1), r(2), r(3), r(4), r(5) sont respectivement égaux 3, 4, 5, 4, 3.

[0141] La somme des entier S(i), i variant de 1 à 5, est égal au nombre M ayant ici pour valeur 19.

[0142] Le formateur analogique multifaisceaux 556 comprend un premier ensemble 562 dans lequel sont superposés 5 premiers formateurs analogiques de structure identique et configurés pour former un nombre P, ici égal à 5, de faisceaux radiofréquences fixes suivant des premières directions angulaires de pointage Ax fixées le long de la première direction locale axiale X. Chaque premier formateur analogique 562i associé au niveau i, i variant de 1 à 5, est configuré pour être connecté au travers du nombre entier S(i) de voies de sortie en mode émission, correspondantes à la rangée r(i) des S(i) sources rayonnantes du réseau antennaire. Chaque premier formateur analogique a 5 voies d'entrée en mode d'émission.

[0143] Le formateur analogique multifaisceaux 506 comporte un deuxième ensemble d'un nombre entier Q, ici égal à 5, de deuxièmes formateurs analogiques 564k, k variant de 1 à 5, de faisceaux radiofréquences continument variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y. Chaque deuxième formateur analogique 564k, k variant de 1 à 5, est formé par un diviseur à entrée unique et 5 branches de sortie en mode émission, chaque branche de sortie d'un diviseur en mode émission incluant un point de contrôle en amplitude et en phase. Chaque deuxième formateur analogique 564k du deuxième ensemble 564 est connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble de premiers formateur de faisceaux, une colonne d'accès étant formée par 5 bornes d'accès aux voies d'entrée de même rang des premiers formateurs analogiques 562i.

[0144] Il est à remarquer que les figures 3 à 20 et 23 à 24 sont des illustrations de modes de réalisation de l'invention dans lesquelles un nombre limité d'éléments rayonnants sont représentés par un souci de clarté. Ces modes de réalisations sont destinés à être appliqués pour des nombres d'éléments supérieurs à ceux des illustrations des figures 3 à 20 et 23 à 24. Typiquement, ces modes de réalisation ont pour vocation à être appliqués pour des antennes actives constituées d'une à plusieurs centaines d'éléments rayonnants. Ils sont d'autant plus intéressants et avantageux que le nombre d'éléments rayonnants est élevé.

[0145] L'invention s'applique plus particulièrement aux charges utiles de satellites incorporant une fonction de routage entre le ou les antennes de réception et le ou les antennes d'émission comme la charge utile 602 illustrée sur la figure 25. Cette fonction a pour objectif de diriger une partie ou toute la bande d'un faisceau d'entrée vers un ou plusieurs faisceaux de sortie. Afin de bénéficier d'une flexibilité importante de connexion entre les faisceaux d'entrée et les faisceaux de sortie et d'un filtrage fin des bandes de fréquence à router, ces routeurs sont généralement implémentés en numérique dans la partie numérique de la charge utile. Suivant la figure 25, le routeur est implanté dans le module numérique désigné par la référence numérique 606.

[0146] Ici, deux formateurs analogiques multifaisceaux de faisceaux reconfigurables selon l'invention tels que décrits ci-dessus sont utilisés par la charge utile. Un premier formateur analogique multifaisceaux est configuré pour générer des faisceaux réception et un deuxième formateur analogique multifaisceaux est configuré pour générer des faisceaux émission.

[0147] En variante, un seul des deux formateurs de faisceaux est un formateur analogique multifaisceaux selon l'invention, le formateur de faisceaux restant étant d'un autre type et utilisant une architecture différente.

Revendications

1. Formateur analogique multifaisceaux de plusieurs faisceaux radiofréquences bidimensionnels de tailles et/ou directions de pointage variables continument pour une antenne réseau active bidimensionnelle (104) reconfigurable, ayant un nombre total entier M, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes actives réparties sur une surface plane ou courbe suivant un maillage formé par les points d'intersection d'un premier réseau d'un premier nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une première direction axiale X, et d'un deuxième réseau d'un deuxième nombre entier S, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction axiale X, et ayant un ensemble (108) de M amplificateurs RF, chaque source rayonnante active étant connectée directement à un amplificateur ;

le formateur analogique multifaisceaux comprenant un premier ensemble (112 ; 162 ; 212 ; 262 ; 312 ; 362) dans lequel sont superposés R premiers formateurs analogiques (112i ; 162i ; 212i ; 262i ; 312i ; 362i) de structure identique et configurés pour former P faisceaux radiofréquences fixes suivant des premières directions angulaires de pointage Ax fixées le long de la première direction axiale X, chaque premier formateur analogique (112i ; 162i ; 212i ; 262i ; 312i ; 362i), étant configuré pour être connecté au travers de S voies de sortie en mode émission ou S voies d'entrée en mode de réception, incluant chacune un amplificateur RF parmi les M amplificateurs RF et correspondantes à une rangée de S sources rayonnantes actives du réseau antennaire (104) et correspondantes à une ligne différente du maillage du réseau antennaire, repérée par un indice de niveau i, i variant de 1 à R ; et chaque premier formateur analogique ayant un nombre entier P, supérieur ou égal à 2, de voies d'entrée en mode d'émission ou de sortie en mode réception, numérotés par un indice de parcours j le long de la première direction axiale X ;

le formateur analogique multifaisceaux comporte un deuxième ensemble (114 ; 164 ; 214 ; 264 ; 314 ; 364) d'un nombre entier Q de deuxièmes formateurs analogiques (114k ; 164k ; 214k ; 264k ; 314k ; 364k) de faisceaux radiofréquences continument variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y, chaque deuxième formateur analogique étant formé par un diviseur (116k ; 166k ; 216k ; 266k) à entrée unique et R branches de sortie en mode émission ou par un combineur à sortie unique et R branches d'entrée en mode réception, chaque branche de sortie d'un diviseur en mode émission ou d'entrée d'un combineur en mode réception incluant un point de contrôle (118_k,i ; 168_k,i ; 218_k,i ; 268_ki ; 318_k,i ; 368_k,i) en amplitude et en phase ; chaque deuxième formateur analogique (114k ; 164k ; 214k ; 264k ; 314k ; 364k) du deuxième ensemble (114 ; 164 ; 214 ; 264 ; 314 ; 364) étant connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble de premiers formateur de faisceaux, une colonne d'accès étant formée par R bornes d'accès aux voies d'entrées de même rang j des premiers formateurs analogiques.

2. Formateur analogique multifaisceaux selon la revendication 1 dans lequel,

les premiers formateurs analogiques (112i ; 162i ; 212i ; 262i ; 312i ; 362i) sont superposés le long de la deuxième direction axiale Y et correspondent chacun à une rangée différente de sources rayonnantes actives le long de la première direction axiale X ; et

les deuxièmes formateurs analogiques (114k ; 164k ; 214k ; 264k ; 314k ; 364k) sont alignés côte à côte le long de la première direction axiale X et correspondent chacun à une ou plusieurs colonnes voisines d'accès aux deuxièmes formateurs analogiques du deuxième ensemble (112 ; 162 ; 212 ; 262 ; 312 ; 362).

3. Formateur analogique multifaisceaux selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel
les R premiers formateurs analogiques superposés du premier ensemble (112 ; 162 ; 212 ; 262 ; 312 ; 362) sont des formateurs quasi-optiques ou des matrices de Butler.

4. Formateur analogique multifaisceaux selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel
les points de contrôle en amplitude et en phase (118k,i) des R branches de sortie en mode émission ou R branches d'entrée en mode réception de chacun des Q deuxièmes formateurs analogiques, alignés côte à côte, du deuxième ensemble (114 ; 164 ; 214 ; 264 ; 314 ; 364), sont des composants électriques analogiques de déphasage et d'amplification ou atténuation à déphasage et gain variables continument ou quasi-continûment en fonction de commandes analogiques ou de commandes discrètes à résolution fine sur une plage large.

5. Formateur analogique multifaisceaux selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant en outre, pour chaque premier formateur analogique et le niveau associé i, i variant de 1 à R,

- un combineur (172i) en mode émission suivant une configuration de combinaison prédéterminée ou un diviseur en mode réception suivant une configuration de division prédéterminée, des sorties en mode émission ou des entrées en mode réception des deuxièmes formateurs analogiques ayant le niveau associé i du premier formateur analogique (112i ; 162i ; 212i ; 262i ; 312i ; 362i) de faisceaux fixes suivant la première direction angulaire.

6. Formateur analogique multifaisceaux selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant en outre, pour chaque premier formateur analogique et le niveau i associé, i variant de 1 à R,

- intérieure au formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel, une première matrice de commutation (220i), suivant une première configuration d'un ensemble de routages prédéterminé, des sorties en mode émission ou des entrées en mode réception des deuxièmes formateurs analogiques (114k ; 164k ; 214k ; 264k ; 314k ; 364k) ayant le même niveau associé i du premier formateur analogique de faisceaux fixes suivant la première direction angulaire X.

7. Formateur analogique multifaisceaux selon l'une des revendications 1 à 4 ou 6, comprenant en outre,

- périphérique au formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel et à l'opposé des voies d'accès aux sources rayonnantes du réseau antennaire (104), une deuxième matrice de commutation (322), suivant une deuxième configuration d'un ensemble de routages prédéterminé, des Q entrées en mode émission ou des Q sorties en mode réception des deuxièmes formateurs analogiques sur un nombre entier T, supérieur ou égal à 2 et inférieur ou égal à Q, d'entrées de faisceaux en mode émission ou de sorties de faisceaux en mode réception.

8. Formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel selon l'une des revendications 1 à 4,

dans lequel le nombre P de voies d'entrée en mode d'émission ou de sortie en mode réception de chaque premier formateur analogique est strictement supérieur au premier nombre S de voies d'entrée en mode d'émission ou de sortie en mode réception des sources rayonnantes d'une même rangée suivant la première direction axiale ; et

comprenant, pour chaque premier formateur analogique et le niveau associé, un diviseur en mode émission suivant une configuration de division prédéterminée ou un combineur en mode réception suivant une configuration de combinaison prédéterminée, des sorties en mode émission ou des entrées en mode réception des deuxièmes formateurs analogiques ayant le niveau associé du premier formateur analogique de faisceaux fixes suivant la première direction angulaire, le diviseur en mode émission ou le combineur en mode réception étant connecté entre les sorties en mode émission ou les entrées en mode réception des deuxièmes formateurs analogiques ayant le niveau associé dudit premier formateur analogique de faisceaux fixes suivant la première direction angulaire, et les entrées en mode émission ou les sorties en mode réception du premier formateur analogique.

9. Formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel selon l'une des revendications 1 à 4,

- comprenant en outre, pour chaque premier formateur analogique de faisceaux unidimensionnels et le niveau associé i, i variant de 1 à R,

en mode émission, connecté aux entrées dudit premier formateur analogique de faisceaux fixes, un diviseur suivant une configuration de division des sorties des deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux ayant le niveau associé i dudit premier formateur analogique de faisceaux fixes, ou

en mode réception, connecté aux sorties dudit premier formateur analogique de faisceaux un combineur suivant une configuration de combinaison des entrés des deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux de faisceaux ayant le niveau associé i dudit premier formateur analogique de faisceaux fixes ; et

dans lequel

en mode émission la configuration de division est fonction d'un motif prédéterminé des largeurs des faisceaux émission suivant la première direction angulaire Ax ; ou en mode réception la configuration de combinaison est fonction d'un motif prédéterminé des largeurs des faisceaux réception suivant la première direction angulaire Ax.

10. Formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel
en mode émission les points de contrôle en amplitude et en phase des deuxièmes formateurs de faisceaux variables continument en taille sont ajustés de sorte que les diagrammes de rayonnement des faisceaux émissions générés suivant des pointages prédéterminés présentent des diagrammes de rayonnement iso-flux ; ou en mode réception les points de contrôle en amplitude et en phase des deuxièmes formateurs de faisceaux variables continument en taille sont ajustés de sorte que les diagrammes de rayonnement des faisceaux réception générés suivant des pointages prédéterminés présentent des diagrammes de rayonnement iso-flux.

11. Formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel
les deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux mobiles du deuxième ensemble sont intégrés dans un circuit unique (368) de forme plane, le circuit intégré (368) étant disposé dans un plan perpendiculaire aux plans d'extension des circuits des premiers formateurs analogiques de faisceaux fixes et jouxtant en bout des bordures desdits circuits, parallèles entre elles et contenues dans un même plan.

12. Formateur analogique multifaisceaux de plusieurs faisceaux radiofréquences bidimensionnels de tailles et/ou directions de pointage variables continument pour une antenne réseau active bidimensionnelle reconfigurable, ayant un nombre total entier M, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes actives, formant un réseau antennaire et réparties sur une portion compacte et d'un seul tenant D d'une surface plane ou courbe suivant un empilement compact d'un nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de rangées r(i) parallèles entre elles et orientées suivant une première direction locale axiale X, l'empilement étant orienté suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction locale axiale X, i désignant un indice de niveau et de numérotation de 1 à R dans le sens de parcours de la deuxième direction axiale Y d'empilement desdites rangées r(i), chaque rangée r(i), i variant de 1 à R ayant un nombre entier S(i) fonction du niveau i de sources rayonnantes actives, la somme des entiers S(i) i variant de 1 à R étant égal au nombre M, et ayant un ensemble (58) de M amplificateurs RF, chaque source rayonante active étant connectée directement à un amplificateur ;

le formateur analogique multifaisceaux comprenant un premier ensemble dans lequel sont superposés R premiers formateurs analogiques de structure identique et configurés pour former un nombre P, supérieur ou égal à 2, de faisceaux radiofréquences fixes suivant des premières directions angulaires de pointage Ax fixées le long de la première direction locale axiale X, chaque premier formateur analogique (512i), i variant de 1 à R, étant configuré pour être connecté au travers du nombre entier S(i) de voies de sortie en mode émission ou S(i) voies d'entrée en mode de réception, incluant chacune un amplificateur RF et correspondantes à la rangée r(i) des S(i) sources rayonnantes actives du réseau antennaire (104); et chaque premier formateur analogique ayant P voies d'entrée en mode d'émission ou de sortie en mode réception, numérotés par un indice de parcours j le long de la première direction axiale X ;

le formateur analogique multifaisceaux comporte un deuxième ensemble (514) d'un nombre entier Q de deuxièmes formateurs analogiques (514) de faisceaux radiofréquences continument variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y, chaque deuxième formateur analogique étant formé par un diviseur (516k) à entrée unique et R branches de sortie en mode émission ou par un combineur à sortie unique et R branches d'entrée en mode réception, chaque branche de sortie d'un diviseur en mode émission ou d'entrée d'un combineur en mode réception incluant un point de contrôle (518_k,i,) en amplitude et en phase ; chaque deuxième formateur analogique (514k) du deuxième ensemble (516) étant connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble de premiers formateur de faisceaux, une colonne d'accès étant formée par R bornes d'accès aux voies d'entrée de même rang des premiers formateurs analogiques.

13. Antenne active bidimensionnelle d'émission reconfigurable pour émettre des signaux radiofréquences sur une pluralité de faisceaux émission de tailles et/ou directions de pointage variables continument, comprenant un réseau antennaire (4) de sources rayonnantes actives, un ensemble (8) d'amplificateurs de puissance RF HP, et un formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel selon la revendication 1 ;

- le réseau antennaire de sources rayonnantes actives ayant un nombre total entier M, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes actives réparties sur une surface plane ou courbe suivant un maillage formé par les points d'intersection d'un premier réseau d'un premier nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une première direction axiale X, et d'un deuxième réseau d'un deuxième nombre entier S, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction axiale X ;

- le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprenant un premier ensemble dans lequel sont superposés R premiers formateurs analogiques de structure identique et configurés pour former P faisceaux radiofréquences fixes d'émission suivant des premières directions angulaires de pointage Ax fixés le long de la première direction axiale X, chaque premier formateur analogique étant configuré pour être connecté au travers de S voies de sortie en mode émission, incluant chacune un amplificateur de puissance RF HP parmi l'ensemble d'amplificateurs de puissance RF HP et correspondantes à une rangée deS sources rayonnantes actives du réseau antennaire et correspondantes à une ligne différente du maillage de l'antenne, repérée par un indice de niveau i, i variant de 1 à R ; et chaque premier formateur analogique ayant un nombre entier P, supérieur ou égal à 2, de voies d'entrée en mode d'émission, numérotés par un indice de parcours j le long de la première direction axiale X ; l'antenne active bidimensionnelle d'émission étant caractérisée en ce que le formateur analogique multifaisceaux comporte un deuxième ensemble d'un nombre entier Q de deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux radiofréquences continûment variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y, chaque deuxième formateur analogique étant formé par un diviseur à entrée unique et R branches de sortie en mode émission, chaque branche de sortie d'un diviseur incluant un point de contrôle en amplitude et en phase ; chaque deuxième formateur analogique du deuxième ensemble étant connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble de premiers formateurs de faisceaux, une colonne d'accès étant formée de R bornes d'accès aux voies d'entrées de même rang j des premiers formateurs analogiques.

14. Antenne active bidimensionnelle de réception reconfigurable pour recevoir des signaux radiofréquences sur une pluralité de faisceaux réception de tailles et/ou directions de pointage variables continument, comprenant un réseau antennaire (54) de sources rayonnantes actives, un ensemble (58) d'amplificateurs RF à faible bruit (LNA), et un formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel (56) selon la revendication 1

- le réseau antennaire de sources rayonnantes actives ayant un nombre total entier M, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes actives réparties sur une surface plane ou courbe suivant un maillage formé par les points d'intersection d'un premier réseau d'un premier nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une première direction axiale X, et d'un deuxième réseau d'un deuxième nombre entier S, supérieur ou égal à 2, de lignes parallèles suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction axiale X ;

- le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprenant un premier ensemble dans lequel sont superposés S premiers formateurs analogiques de structure identique et configurés pour former R faisceaux radiofréquences fixes suivant des premières directions angulaires de pointage Ax le long de la première direction axiale X, chaque premier formateur analogique étant configuré pour être connecté au travers deS voies d'entrée en mode de réception, incluant chacune un amplificateurs RF à faible bruit (LNA), correspondantes à une rangée de S sources rayonnantes actives du réseau antennaire et correspondantes à une ligne différente du maillage de l'antenne, repérée par un indice de niveau i, i variant de 1 à R ; et chaque premier formateur analogique ayant un nombre entier P, supérieur ou égal à 2, de voies de sortie en mode réception, numérotés par un indice de parcours j le long de la première direction axiale X ; l'antenne active bidimensionnelle d'émission étant caractérisée en ce que le formateur analogique multifaisceaux comporte un deuxième ensemble d'un nombre entier Q de deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux radiofréquences continûment variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y, chaque deuxième formateur analogique étant formé par un combineur à sortie unique et R branches d'entrée en mode réception, chaque branche d'entrée d'un combineur incluant un point de contrôle en amplitude et en phase ; chaque deuxième formateur analogique du deuxième ensemble étant connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble, une colonne d'accès étant formée R bornes d'accès

aux voies de sortie de même rang i des premiers formateurs analogiques.

15. Antenne active bidimensionnelle d'émission reconfigurable pour émettre des signaux radiofréquences sur une pluralité de faisceaux émission de tailles et/ou directions de pointage variables continument, comprenant un réseau antennaire de sources rayonnantes actives, un ensemble d'amplificateurs de puissance RF HP, et un formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel selon la revendication 12 ;

- le réseau antennaire de sources rayonnantes actives ayant un nombre total entier

M, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes actives réparties sur une portion

compacte et d'un seul tenant D d'une surface plane ou courbe suivant un empilement

compact d'un nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de rangées r(i) parallèles entre

elles et orientées suivant une première direction locale axiale X, l'empilement étant

orienté suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction

locale axiale X, i désignant un indice de niveau et de numérotation de 1 à R dans le

sens de parcours de la deuxième direction axiale Y d'empilement desdites rangées r(i),
chaque rangée r(i), i variant de 1 à Rayant un nombre entier S(i) fonction du niveau i

de sources rayonnantes actives, la somme des entier S(i) i variant de 1 à R étant égal au nombre M ;

- le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprenant un premier ensemble dans lequel sont superposés R premiers formateurs analogiques de structure identique et configurés pour former un nombre P, supérieur ou égal à 2, de faisceaux radiofréquences fixes d'émission suivant des premières directions angulaires de pointage Ax fixées le long de la première direction locale axiale X, chaque premier formateur analogique 512i, i variant de 1 à R, étant configuré pour être connecté au travers du nombre entier S(i) de voies de sortie en mode émission, incluant chacune un amplificateur RF de puissance HP et correspondantes à la rangée r(i) des S(i) sources rayonnantes du réseau antennaire (504) ; et chaque premier formateur analogique ayant P voies d'entrée en mode d'émission, numérotés par un indice de parcours j le long de la première direction axiale X ;l'antenne active bidimensionnelle d'émission étant caractérisée en ce que le formateur analogique multifaisceaux comporte un deuxième ensemble (514) d'un nombre entier Q de deuxièmes formateurs analogiques (514) de faisceaux radiofréquences continûment variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y, chaque deuxième formateur analogique étant formé par un diviseur (116k ; 166k ; 216k ; 266k) à entrée unique et R branches de sortie en mode émission, chaque branche de sortie d'un diviseur en mode émission incluant un point de contrôle (518kj) en amplitude et en phase; chaque deuxième formateur analogique (514k; 164k; 214k; 264k; 314k; 364k) du deuxième ensemble (114; 164; 214; 264; 314; 364) étant connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble de premiers formateur de faisceaux, une colonne d'accès étant formée par R bornes d'accès aux voies d'entrée de même rang des premiers formateurs analogiques.

16. Antenne active bidimensionnelle de réception reconfigurable pour recevoir des signaux radiofréquences sur une pluralité de faisceaux réception de tailles et/ou directions de pointage variables continument, comprenant un réseau antennaire de sources rayonnantes actives, un ensemble d'amplificateurs RF à faible bruit (LNA), et un formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel selon la revendication 12 ;

- le réseau antennaire de sources rayonnantes ayant un nombre total entier M, supérieur ou égal à 4, de sources rayonnantes actives réparties sur une portion

compacte et d'un seul tenant D d'une surface plane ou courbe suivant un empilement

compact d'un nombre entier R, supérieur ou égal à 2, de rangées r(i) parallèles entre

elles et orientées suivant une première direction locale axiale X, l'empilement étant

orienté suivant une deuxième direction axiale Y, différente de la première direction

locale axiale X, i désignant un indice de niveau et de numérotation de 1 à R dans le

sens de parcours de la deuxième direction axiale Y d'empilement desdites rangées r(i),

chaque rangée r(i), i variant de 1 à Rayant un nombre entier S(i) fonction du niveau

i de sources rayonnantes, la somme des entier S(i) i variant de 1 à R étant égal au nombre M ;

- le formateur analogique multifaisceaux bidimensionnel comprenant un premier ensemble dans lequel sont superposés R premiers formateurs analogiques de structure identique et configurés pour former un nombre P, supérieur ou égal à 2, de faisceaux radiofréquences fixes de réception suivant des premières directions angulaires de pointage Ax fixées le long de la première direction locale axiale X, chaque premier formateur analogique de niveau i, i variant de 1 à R, étant configuré pour être connecté au travers du nombre entier S(i) de voies d'entrée en mode de réception, incluant chacune un amplificateurs RF à faible bruit (LNA) et correspondantes à la rangée r(i) des S(i) sources rayonnantes du réseau antennaire; et chaque premier formateur analogique ayant P voies de sortie en mode réception, numérotés par un indice de parcours j le long de la première direction axiale X ;l'antenne active bidimensionnelle de réception étant caractérisée en ce que le formateur analogique multifaisceaux comporte un deuxième ensemble d'un nombre entier Q de deuxièmes formateurs analogiques de faisceaux radiofréquences continûment variables en taille et/ou en direction de pointage suivant des deuxièmes directions angulaires de pointage By le long de la deuxième direction axiale Y, chaque deuxième formateur analogique étant formé par un combineur à sortie unique et R branches d'entrée en mode réception, chaque branche d'entrée d'un combineur en mode réception incluant un point de contrôle (518kj) en amplitude et en phase ; chaque deuxième formateur analogique (514k) du deuxième ensemble (516) étant connecté à au moins une colonne d'accès du premier ensemble de premiers formateur de faisceaux, une colonne d'accès étant formée par R bornes d'accès aux voies de sortie

en mode réception de même rang j des premiers formateurs analogiques .

17. Charge utile satellitaire d'un satellite de télécommunications comprenant une antenne réception multifaisceaux (52), une antenne émission multifaisceaux (2), et un routeur (604) interconnectant l'antenne réception multifaisceaux et l'antenne émission multifaisceaux,

l'antenne émission multifaisceaux étant défini selon la revendication 13 ou 15 ; et/ou

l'antenne réception multifaisceaux étant défini selon la revendication 14 ou 16.

18. Charge utile satellitaire d'un satellite de télécommunications selon la revendication 17, dans lequel le routeur (604) est un processeur numérique transparent (DTP).

Ansprüche

1. Analoger Mehrstrahlformer für mehrere zweidimensionale Hochfrequenz-Strahlen mit kontinuierlich variablen Größen und/oder Ausrichtungsrichtungen für eine rekonfigurierbare zweidimensionale aktive Netzantenne (104) mit einer ganzzahligen Gesamtzahl M, größer als oder gleich 4, von aktiven Strahlungsquellen, die auf einer ebenen oder gekrümmten Oberfläche gemäß einem Raster verteilt sind, das durch die Schnittpunkte eines ersten Netzes einer ersten Ganzzahl R, größer als oder gleich 2, von parallelen Linien entlang einer ersten axialen Richtung X und einem zweiten Netz einer zweiten Ganzzahl S, größer als oder gleich 2, von parallelen Linien entlang einer zweiten axialen Richtung Y, die sich von der ersten axialen Richtung X unterscheidet, gebildet wird, und mit einem Satz (108) von M HF-Verstärkern, wobei jede aktive Strahlungsquelle direkt mit einem Verstärker verbunden ist;

wobei der analoge Mehrstrahlformer einen ersten Satz (112; 162; 212; 262; 312; 362) umfasst, in dem R erste analoge Former (112i; 162i; 212i; 262i; 312i; 362i) mit identischer Struktur übereinander angeordnet sind und konfiguriert sind, um P feste Hochfrequenz-Strahlen entlang erster Ausrichtungswinkelrichtungen Ax zu bilden, die entlang der ersten axialen Richtung X festgelegt sind, wobei jeder erste analoge Former (112i; 162i; 212i; 262i; 312i; 362i) konfiguriert ist, um über S Ausgangskanäle im Sendemodus oder S Eingangskanäle im Empfangsmodus verbunden zu werden, die jeweils einen HF-Verstärker unter den M HF-Verstärkern einschließen und einer Reihe von S aktiven Strahlungsquellen des Antennennetzes (104) entsprechen und einer unterschiedlichen Linie des Rasters des Antennennetzes entsprechen, die durch einen Pegelindex i kenntlich gemacht ist, wobei i von 1 bis R variiert; und wobei jeder erste analoge Former eine Ganzzahl P, größer als oder gleich 2, von Eingangskanälen im Sendemodus oder Ausgangskanälen im Empfangsmodus aufweist, die mit einem Laufindex j entlang der ersten axialen Richtung X nummeriert sind;

wobei der analoge Mehrstrahlformer einen zweiten Satz (114; 164; 214; 264; 314; 364) einer Ganzzahl Q von zweiten analogen Strahlformern (114k; 164k; 214k; 264k; 314k; 364k) von in Größe und/oder Ausrichtungsrichtung kontinuierlich variablen Hochfrequenz-Strahlen entlang zweiten Ausrichtungswinkelrichtungen By entlang der zweiten axialen Richtung Y enthält, wobei jeder zweite analoge Strahlformer durch einen Teiler (116k; 166k; 216k; 266k) mit einem einzigen Eingang und R Ausgangszweigen im Sendemodus oder durch einen Kombinierer mit einem einzigen Ausgang und R Eingangszweigen im Empfangsmodus gebildet wird, wobei jeder Ausgangszweig eines Teilers im Sendemodus oder jeder Eingangszweig eines Kombinierers im Empfangsmodus einen Amplituden- und Phasensteuerpunkt (118_k,i; 168_k,i; 218_k,i; 268_ki; 318_k,i; 368_k,i) einschließt; wobei jeder zweite analoge Former (114k; 164k; 214k; 264k; 314k; 364k) des zweiten Satzes (114; 164; 214; 264; 314; 364) mit mindestens einer Zugangsspalte des ersten Satzes von ersten Strahlformern verbunden ist, wobei eine Zugangsspalte durch R Zugangsanschlüsse zu Eingangskanälen vom gleichen Rang j der ersten analogen Former gebildet wird.

2. Analoger Mehrstrahlformer nach Anspruch 1, wobei

die ersten analogen Former (112i; 162i; 212i; 262i; 312i; 362i) entlang der zweiten axialen Richtung Y übereinander angeordnet sind und jeweils einer unterschiedlichen Reihe von aktiven Strahlungsquellen entlang der ersten axialen Richtung X entsprechen; und

die zweiten analogen Former (114k; 164k; 214k; 264k; 314k; 364k) nebeneinander entlang der ersten axialen Richtung X ausgerichtet sind und jeweils einer oder mehreren benachbarten Zugangsspalten zu den zweiten analogen Formern des zweiten Satzes (112; 162; 212; 262; 312; 362) entsprechen

3. Analoger Mehrstrahlformer nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei
die übereinander angeordneten R ersten analogen Former des ersten Satzes (112; 162; 212; 262; 312; 362) quasi-optische Former oder Butler-Matrizen sind.

4. Analoger Mehrstrahlformer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
die Amplituden- und Phasensteuerpunkte (118k,i) der R Ausgangszweige im Sendemodus oder R Eingangszweige im Empfangsmodus jedes der Q nebeneinander ausgerichteten zweiten analogen Former des zweiten Satzes (114; 164; 214; 264; 314; 364) analoge elektrische Komponenten zur Phasenverschiebung und Verstärkung oder Dämpfung mit Phasenverschiebung und Verstärkung, die kontinuierlich oder quasi kontinuierlich variabel sind, in Abhängigkeit von analogen Befehlen oder diskreten Befehlen mit feiner Auflösung über einen breiten Bereich.

5. Analoger Mehrstrahlformer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend für jeden ersten analogen Former und den zugehörigen Pegel i, wobei i von 1 bis R variiert,

- einen Kombinierer (172i) im Sendemodus gemäß einer vorbestimmten Kombinationskonfiguration oder einen Teiler im Empfangsmodus gemäß einer vorbestimmten Teilungskonfiguration, zum Kombinieren oder zum Teilen der Ausgänge im Sendemodus oder der Eingänge im Empfangsmodus der zweiten analogen Former mit dem zugeordneten Pegel i des ersten analogen Formers (112i; 162i; 212i; 262i; 312i; 362i) von festen Strahlen in der ersten Winkelrichtung.

6. Analoger Mehrstrahlformer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend für jeden ersten analogen Former und den zugehörigen Pegel i, wobei i von 1 bis R variiert,

- innerhalb des analogen zweidimensionalen Mehrstrahlformers, eine erste Schaltmatrix (220i), gemäß einer ersten Konfiguration eines vorbestimmten Satzes von Routings, der Ausgänge im Sendemodus oder der Eingänge im Empfangsmodus der zweiten analogen Former (114k; 164k; 214k; 264k; 314k; 364k), die den gleichen zugeordneten Pegel i des ersten analogen Formers von festen Strahlen in der ersten Winkelrichtung X aufweisen.

7. Analoger Mehrstrahlformer nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6, ferner umfassend:

- peripher zum analogen zweidimensionalen Mehrstrahlformer und gegenüber den Zugangskanälen zu den Strahlungsquellen des Antennennetzes (104), eine zweite Schaltmatrix (322), gemäß einer zweiten Konfiguration eines vorbestimmten Satzes von Routings, der Q Eingänge im Sendemodus oder der Q Ausgänge im Empfangsmodus der zweiten analogen Former zu einer Ganzzahl T, größer als oder gleich 2 und kleiner als oder gleich Q, von Strahleingängen im Sendemodus oder von Strahlausgängen im Empfangsmodus.

8. Analoger zweidimensionaler Mehrstrahlformer nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

wobei die Anzahl P von Eingangskanälen im Sendemodus oder von Ausgangskanälen im Empfangsmodus jedes ersten analogen Formers strikt größer ist als die erste Anzahl S von Eingangskanäle im Sendemodus oder von Ausgangskanälen im Empfangsmodus der Strahlungsquellen einer gleichen Reihe in der ersten axialen Richtung; und

umfassend für jeden ersten analogen Former und den zugehörigen Pegel einen Teiler im Sendemodus gemäß einer vorbestimmten Teilungskonfiguration oder einen Kombinierer im Empfangsmodus gemäß einer vorbestimmten Kombinationskonfiguration, zum Teilen oder zum Kombinieren der Ausgänge im Sendemodus oder der Eingänge im Empfangsmodus der zweiten analogen Former mit dem zugehörigen Pegel des ersten analogen Formers von festen Strahlen in der ersten Winkelrichtung, wobei der Teiler im Sendemodus oder der Kombinierer im Empfangsmodus zwischen den Ausgängen im Sendemodus oder den Eingängen im Empfangsmodus der zweiten analogen Former mit dem zugehörigen Pegel des ersten analogen Formers von festen Strahlen in der ersten Winkelrichtung und den Eingängen im Sendemodus oder den Ausgängen im Empfangsmodus des ersten analogen Formers angeschlossen ist.

9. Analoger zweidimensionaler Mehrstrahlformer nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

- ferner umfassend für jeden ersten analogen Former von eindimensionalen Strahlen und den zugehörigen Pegel i, wobei i von 1 bis R variiert,

im Sendemodus, verbunden mit den Eingängen des ersten analogen festen Formers von festen Strahlen, einen Teiler gemäß einer Teilungskonfiguration zum Teilen der Ausgänge der zweiten analogen Strahlformer mit dem zugeordneten Pegel i des ersten analogen Formers von festen Strahlen, oder

im Empfangsmodus, verbunden mit den Ausgängen des ersten analogen Strahlformers, einen Kombinierer gemäß einer Kombinationskonfiguration zum Kombinieren der Eingänge der zweiten analogen Strahlformer mit dem zugeordneten Pegel i des ersten analogen Formers von festen Strahlen; und

wobei

im Sendemodus, die Teilungskonfiguration eine Funktion eines vorbestimmten Musters der Breiten der Sendestrahlen in der ersten Winkelrichtung Ax ist; oder

im Empfangsmodus, die Kombinationskonfiguration eine Funktion eines vorbestimmten Musters der Breiten der Empfangsstrahlen in der ersten Winkelrichtung Ax ist.

10. Analoger zweidimensionaler Mehrstrahlformer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei

im Sendemodus, die Amplituden- und Phasensteuerpunkte der zweiten, kontinuierlich in der Größe variablen Strahlformer so eingestellt werden, dass die Strahlungsdiagramme der nach vorbestimmten Ausrichtungen erzeugten Sendestrahlen Isofluss-Strahlungsdiagramme aufweisen; oder

im Empfangsmodus, die Amplituden- und Phasensteuerpunkte der zweiten, kontinuierlich in der Größe variablen Strahlformer so eingestellt werden, dass die Strahlungsdiagramme der Empfangsstrahlen, die gemäß vorbestimmten Ausrichtungen erzeugt werden, Isofluss-Strahlungsdiagramme aufweisen.

11. Analoger zweidimensionaler Mehrstrahlformer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei
die zweiten analogen Former von beweglichen Strahlen des zweiten Satzes in eine einzelne Schaltung (368) mit ebener Form integriert sind, wobei die integrierte Schaltung (368) in einer Ebene angeordnet ist, die senkrecht zu den Erstreckungsebenen der Schaltungen der ersten analogen Former von festen Strahlen verläuft und endseitig an Ränder der Schaltungen angrenzt, die parallel zueinander sind und in einer gleichen Ebene enthalten sind.

12. Analoger Mehrstrahlformer für mehrere zweidimensionale Hochfrequenz-Strahlen mit kontinuierlich variablen Größen und/oder Ausrichtungsrichtungen für eine rekonfigurierbare zweidimensionale aktive Netzantenne, die eine ganzzahlige Gesamtzahl M, größer als oder gleich 4, von aktiven Strahlungsquellen aufweist, die ein Antennennetz bilden und auf einem kompakten und einstückigen Abschnitt D einer ebenen oder gekrümmten Oberfläche gemäß einem kompakten Stapel aus einer Ganzzahl R, größer als oder gleich 2, von Reihen r(i) verteilt sind, die zueinander parallel und in einer ersten lokalen axialen Richtung X ausgerichtet sind, wobei der Stapel in einer zweiten axialen Richtung Y ausgerichtet ist, die sich von der ersten lokalen axialen Richtung X unterscheidet, wobei i einen Pegel- und Nummerierungsindex von 1 bis R in der Laufrichtung der zweiten axialen Richtung Y des Stapelns der Reihen r(i) bezeichnet, wobei jede Reihe r(i), wobei i von 1 bis R variiert, eine Ganzzahl S(i) aufweist, die vom Pegel i von aktiven Strahlungsquellen abhängt, wobei die Summe der Ganzzahlen S(i), wobei i von 1 bis R variiert, gleich der Zahl M ist, und einen Satz (58) von M HF-Verstärkern aufweist, wobei jede aktive Strahlungsquelle direkt mit einem Verstärker verbunden ist;

wobei der analoge Mehrstrahlformer einen ersten Satz umfasst, in dem R erste analoge Former mit identischer Struktur übereinander angeordnet und so konfiguriert sind, dass sie eine Anzahl P, größer als oder gleich 2, von festen Hochfrequenz-Strahlen in ersten Ausrichtungswinkelrichtungen Ax bilden, die entlang der ersten lokalen axialen Richtung X festgelegt sind, wobei jeder erste analoge Former (512i), wobei i von 1 bis R variiert, konfiguriert ist, um über die Ganzzahl S(i) von Ausgangskanälen im Sendemodus oder S(i) Eingangskanälen im Empfangsmodus verbunden zu werden, die jeweils einen HF-Verstärker einschließen und der Reihe r(i) der S(i) aktiven Strahlungsquellen des Antennennetzes (104) entsprechen; und

jeder erste analoge Former P Eingangskanäle im Sendemodus oder Ausgangskanäle im Empfangsmodus aufweist, die mit einem Laufindex j entlang der ersten axialen Richtung X nummeriert sind;

wobei der analoge Mehrstrahlformer einen zweiten Satz (514) einer Ganzzahl Q von zweiten analogen Formern (514) von Hochfrequenz-Strahlen umfasst, die kontinuierlich in Größe und/oder Ausrichtungsrichtung in zweite Ausrichtungswinkelrichtungen By entlang der zweiten axialen Richtung Y variabel sind, wobei jeder zweite analoge Former durch einen Teiler (516k) mit einem einzigen Eingang und R Ausgangszweigen im Sendemodus oder durch einen Kombinierer mit einem einzigen Ausgang und R Eingangszweigen im Empfangsmodus gebildet wird, wobei jeder Ausgangszweig eines Teilers im Sendemodus oder jeder Eingangszweig eines Kombinierers im Empfangsmodus einen Amplituden- und Phasensteuerpunkt (518_k,i) einschließt; wobei jeder zweite analoge Former (514k) des zweiten Satzes (516) mit mindestens einer Zugangsspalte des ersten Satzes von ersten Strahlformern verbunden ist, wobei eine Zugangsspalte durch R Zugangsanschlüsse zu Eingangskanälen des gleichen Rangs der ersten analogen Former gebildet wird.

13. Rekonfigurierbare zweidimensionale aktive Sendeantenne zum Aussenden von Hochfrequenz-Signalen auf einer Vielzahl von Sendestrahlen mit kontinuierlich variierenden Größen und/oder Ausrichtungsrichtungen, umfassend ein Antennennetz (4) aus aktiven Strahlungsquellen, einen Satz (8) von HF-HP-Leistungsverstärkern und einen analogen zweidimensionalen Mehrstrahlformer nach Anspruch 1;

- wobei das Antennennetz aus aktiven Strahlungsquellen eine ganzzahlige Gesamtzahl M, größer als oder gleich 4, von aktiven Strahlungsquellen aufweist, die auf einer ebenen oder gekrümmten Oberfläche gemäß einem Raster verteilt sind, das durch die Schnittpunkte eines ersten Netzes einer ersten Ganzzahl R, größer als oder gleich 2, von parallelen Linien in einer ersten axialen Richtung X und eines zweiten Netzes einer zweiten Ganzzahl S, größer als oder gleich 2, von parallelen Linien in einer zweiten axialen Richtung Y, die sich von der ersten axialen Richtung X unterscheidet, gebildet wird;

- wobei der zweidimensionale analoge Mehrstrahlformer einen ersten Satz umfasst, in dem R erste analoge Former mit identischer Struktur übereinander angeordnet sind und so konfiguriert sind, dass sie P feste Hochfrequenz-Sendestrahlen in festen erste Ausrichtungswinkelrichtungen Ax entlang der festen ersten axialen Richtung X bilden, wobei jeder erste analoge Former so konfiguriert ist, dass er über S Ausgangskanäle im Sendemodus verbunden wird, die jeweils einen HF-HP-Leistungsverstärker aus dem Satz von HF-HP-Leistungsverstärkern einschließen und einer Reihe von S aktiven Strahlungsquellen des Antennennetzes entsprechen und einer unterschiedlichen Linie des Rasters der Antenne entsprechen, die durch einen Pegelindex i kenntlich gemacht ist, wobei i zwischen 1 und R variiert; und jeder erste analoge Former eine Ganzzahl P, größer als oder gleich 2, von Eingangskanälen im Sendemodus aufweist, die durch einen Laufindex j entlang der ersten axialen Richtung X nummeriert sind; wobei die zweidimensionale aktive Sendeantenne dadurch gekennzeichnet ist, dass der analoge Mehrstrahlformer einen zweiten Satz einer Ganzzahl Q von zweiten analogen Formern von Hochfrequenz-Strahlen umfasst, die kontinuierlich in Größe und/oder Ausrichtungsrichtung in zweite Ausrichtungswinkelrichtungen By entlang der zweiten axialen Richtung Y variabel sind, wobei jeder zweite analoge Former durch einen Teiler mit einem einzigen Eingang und R Ausgangszweigen im Sendemodus gebildet wird, wobei jeder Ausgangszweig eines Teilers einen Amplituden- und Phasensteuerpunkt einschließt; wobei jeder zweite analoge Former des zweiten Satzes mit mindestens einer Zugangsspalte des ersten Satzes von ersten Strahlformern verbunden ist, wobei eine Zugangsspalte aus R Zugangsanschlüssen zu Eingangskanälen des gleichen Rangs j der ersten analogen Former gebildet wird.

14. Rekonfigurierbare zweidimensionale aktive Empfangsantenne zum Empfangen von Hochfrequenz-Signalen auf einer Vielzahl von Empfangsstrahlen mit kontinuierlich variablen Größen und/oder Ausrichtungsrichtungen, umfassend ein Antennennetz (54) aus aktiven Strahlungsquellen, einen Satz (58) aus rauscharmen HF-Verstärkern (LNA) und einen zweidimensionalen analogen Mehrstrahlformer (56) nach Anspruch 1,

- wobei das Antennennetz aus aktiven Strahlungsquellen eine ganzzahlige Gesamtzahl M, größer als oder gleich 4, von aktiven Strahlungsquellen aufweist, die auf einer ebenen oder gekrümmten Oberfläche gemäß einem Raster verteilt sind, das durch die Schnittpunkte eines ersten Netzes einer ersten Ganzzahl R, größer als oder gleich 2, von parallelen Linien in einer ersten axialen Richtung X und eines zweiten Netzes einer zweiten Ganzzahl S, größer als oder gleich 2, von parallelen Linien in einer zweiten axialen Richtung Y, die sich von der ersten axialen Richtung X unterscheidet, gebildet wird;

- wobei der zweidimensionale analoge Mehrstrahlformer einen ersten Satz umfasst, in dem S erste analoge Former mit identischer Struktur übereinander angeordnet und so konfiguriert sind, dass sie R feste Hochfrequenz-Strahlen in erste Ausrichtungswinkelrichtungen Ax entlang der festen ersten axialen Richtung X bilden, wobei jeder erste analoge Former konfiguriert ist, um über S Eingangskanäle im Empfangsmodus verbunden zu werden, die jeweils einen rauscharmen HF-Verstärker (LNA) einschließen, die einer Reihe von S aktiven Strahlungsquellen des Antennennetzes entsprechen und einer unterschiedlichen Linie des Rasters der Antenne entsprechen, die durch einen Pegelindex i kenntlich gemacht ist, wobei i von 1 bis R variiert; und jeder erste analoge Former eine Ganzzahl P, größer als oder gleich 2, von Ausgangskanälen im Empfangsmodus aufweist, die durch einen Laufindex j entlang der ersten axialen Richtung X nummeriert sind; wobei die aktive zweidimensionale Sendeantenne dadurch gekennzeichnet ist, dass der analoge Mehrstrahlformer einen zweiten Satz einer Ganzzahl Q von zweiten analogen Formern von Hochfrequenz-Strahlen enthält, die kontinuierlich in Größe und/oder Ausrichtungsrichtung in zweite Ausrichtungswinkelrichtungen By entlang der zweiten Axialrichtung Y variabel sind, wobei jeder zweite analoge Former durch einen Kombinierer mit einem einzigen Ausgang und R Eingangszweigen im Empfangsmodus gebildet wird, wobei jeder Eingangszweig eines Kombinierers einen Amplituden- und Phasensteuerpunkt einschließt; wobei jeder zweite analoge Former des zweiten Satzes mit mindestens einer Zugangsspalte des ersten Satzes verbunden ist, wobei eine Zugangsspalte aus R Zugangsanschlüssen zu den Ausgangskanälen des gleichen Rangs i der ersten analogen Former gebildet wird.

15. Rekonfigurierbare zweidimensionale aktive Sendeantenne zum Aussenden von Hochfrequenz-Signalen auf einer Vielzahl von Sendestrahlen mit kontinuierlich variablen Größen und/oder Ausrichtungsrichtungen, umfassend ein Antennennetz aus aktiven Strahlungsquellen, einen Satz von HF-HP-Leistungsverstärkern und einen zweidimensionalen analogen Mehrstrahlformer nach Anspruch 12;

- wobei das Antennennetz aus aktiven Strahlungsquellen eine ganzzahlige Gesamtzahl M, größer als oder gleich 4, aktiver Strahlungsquellen aufweist, die auf einem kompakten und einstückigen Abschnitt D einer ebenen oder gekrümmten Oberfläche gemäß einem kompakten Stapel einer Ganzzahl R, größer als oder gleich 2, von Reihen r(i) verteilt sind, die zueinander parallel und in einer ersten lokalen axialen Richtung X ausgerichtet sind, wobei der Stapel in einer zweiten axialen Richtung Y ausgerichtet ist, die sich von der ersten lokalen axialen Richtung X unterscheidet, wobei i einen Pegel- und Nummerierungsindex von 1 bis R in der Laufrichtung der zweiten axialen Richtung Y des Stapelns der Reihen r(i) bezeichnet, wobei jede Reihe r(i), wobei i von 1 bis R variiert, eine Ganzzahl S(i) aufweist, die vom Pegel i von aktiven Strahlungsquellen abhängt, wobei die Summe der Ganzzahlen S(i), wobei i von 1 bis R variiert, gleich der Zahl Mist;

- wobei der zweidimensionale analoge Mehrstrahlformer einen ersten Satz umfasst, in dem R erste analoge Former mit identischer Struktur übereinander angeordnet und so konfiguriert sind, dass sie eine Anzahl P, größer als oder gleich 2, von festen Hochfrequenz-Sendestrahlen in ersten Ausrichtungswinkelrichtungen Ax bilden, die entlang der ersten lokalen axialen Richtung X festgelegt sind, wobei jeder erste analoge Former 512i, wobei i von 1 bis R variiert, konfiguriert ist, um über die Ganzzahl S(i) von Ausgangskanälen im Sendemodus verbunden zu werden, die jeweils einen HF-HP-Leistungsverstärker einschließen und der Reihe r(i) der S(i) Strahlungsquellen des Antennennetzes (504) entsprechen; und jeder erste analoge Former P Eingangskanäle im Sendemodus aufweist, die mit einem Laufindex j entlang der ersten axialen Richtung X nummeriert sind; wobei die aktive zweidimensionale Sendeantenne dadurch gekennzeichnet ist, dass der analoge Mehrstrahlformer einen zweiten Satz (514) einer Ganzzahl Q von zweiten analogen Formern (514) von kontinuierlich in Größe und/oder Ausrichtungsrichtung variablen Hochfrequenz-Strahlen in zweiten Ausrichtungswinkelrichtungen By entlang der zweiten axialen Richtung Y umfasst, wobei jeder zweite analoge Former durch einen Teiler (116k; 166k; 216k; 266k) mit einem einzigen Eingang und R Ausgangszweigen im Sendemodus gebildet wird, wobei jeder Ausgangszweig eines Teilers im Sendemodus einen Amplituden- und Phasensteuerpunkt (518kj) einschließt; wobei jeder zweite analoge Former (514k; 164k; 214k; 264k; 314k; 364k) des zweiten Satzes (114; 164; 214; 264; 314; 364) mit mindestens einer Zugangsspalte des ersten Satzes von ersten Strahlformern verbunden ist, wobei eine Zugangsspalte durch R Zugangsanschlüsse zu Eingangskanälen des gleichen Rangs der ersten analogen Former gebildet wird.

16. Rekonfigurierbare zweidimensionale aktive Empfangsantenne zum Empfangen von Hochfrequenz-Signalen auf einer Vielzahl von Empfangsstrahlen mit kontinuierlich variablen Größen und/oder Ausrichtungsrichtungen, umfassend ein Antennennetz aus aktiven Strahlungsquellen, einen Satz aus rauscharmen HF-Verstärkern (LNA) und einen zweidimensionalen analogen Mehrstrahlformer nach Anspruch 12,

- wobei das Antennennetz aus Strahlungsquellen eine ganzzahlige Gesamtzahl M, größer als oder gleich 4, aktiver Strahlungsquellen aufweist, die auf einem kompakten und einstückigen Abschnitt D einer ebenen oder gekrümmten Oberfläche gemäß einem kompakten Stapel einer Ganzzahl R, größer als oder gleich 2, von Reihen r(i) verteilt sind, die zueinander parallel und in einer ersten lokalen axialen Richtung X ausgerichtet sind, wobei der Stapel in einer zweiten axialen Richtung Y ausgerichtet ist, die sich von der ersten lokalen axialen Richtung X unterscheidet, wobei i einen Pegel- und Nummerierungsindex von 1 bis R in der Laufrichtung der zweiten axialen Richtung Y des Stapelns der Reihen r(i) bezeichnet, wobei jede Reihe r(i), wobei i von 1 bis R variiert, eine Ganzzahl S(i) aufweist, die von dem Pegel i von Strahlungsquellen abhängt, wobei die Summe der Ganzzahl S(i), wobei i von 1 bis R variiert, gleich der Zahl Mist;

- wobei der zweidimensionale analoge Mehrstrahlformer einen ersten Satz umfasst, in dem R erste analoge Former mit identischer Struktur übereinander angeordnet und so konfiguriert sind, dass sie eine Anzahl P, größer als oder gleich 2, von festen Hochfrequenz-Empfangsstrahlen in erste Ausrichtungswinkelrichtungen Ax bilden, die entlang der ersten lokalen axialen Richtung X festgelegt sind, wobei jeder erste analoge Former von Stufe i, wobei i von 1 bis R variiert, so konfiguriert ist, dass er über die Ganzzahl S(i) von Eingangskanälen im Empfangsmodus verbunden wird, die jeweils einen rauscharmen HF-Verstärker (LNA) einschließen und der Reihe r(i) der S(i) Strahlungsquellen des Antennennetzes entsprechen; und jeder erste analoge Former P Ausgangskanäle im Empfangsmodus aufweist, die mit einem Laufindex j entlang der ersten axialen Richtung X nummeriert sind; wobei die aktive zweidimensionale Empfangsantenne dadurch gekennzeichnet ist, dass der analoge Mehrstrahlformer einen zweiten Satz einer Ganzzahl Q von zweiten analogen Formern von Hochfrequenz-Strahlen umfasst, die kontinuierlich in Größe und/oder Ausrichtungsrichtung in zweite Ausrichtungswinkelrichtungen By entlang der zweiten axialen Richtung Y variabel sind, wobei jeder zweite analoge Former durch einen Kombinierer mit einem einzigen Ausgang und R Eingangszweigen im Empfangsmodus gebildet wird, wobei jeder Eingangszweig eines Kombinierers im Empfangsmodus einen Amplituden- und Phasensteuerpunkt (518_kj) einschließt; wobei jeder zweite analoge Former (514k) des zweiten Satzes (516) mit mindestens einer Zugangsspalte des ersten Satzes von ersten Strahlformern verbunden ist, wobei eine Zugangsspalte durch R Zugangsanschlüsse zu den Ausgangskanälen im Empfangsmodus mit dem gleichen Rang j der ersten analogen Former gebildet wird.

17. Satelliten-Nutzlast eines Telekommunikationssatelliten, umfassend eine Mehrstrahl-Empfangsantenne (52), eine Mehrstrahl-Sendeantenne (2), und einen Router (604), der die Mehrstrahl-Empfangsantenne und die Mehrstrahl-Sendeantenne miteinander verbindet,

wobei die Mehrstrahl-Sendeantenne nach Anspruch 13 oder 15 definiert ist; und/oder

wobei die Mehrstrahl-Empfangsantenne nach Anspruch 14 oder 16 definiert ist.

18. Satelliten-Nutzlast eines Telekommunikationssatelliten nach Anspruch 17, wobei der Router (604) ein digitaler transparenter Prozessor (DTP) ist.

Claims

1. An analogue multibeam former of several two-dimensional radiofrequency beams of continuously variable sizes and/or aiming directions for a reconfigurable two-dimensional active array antenna (104), having a total integer number M, greater than or equal to 4, of active radiating feeds distributed over a planar or curved surface according to a mesh formed by the points of intersection of a first array of a first integer number R, greater than or equal to 2, of parallel lines along a first axial direction X, and a second array of a second integer number S, greater than or equal to 2, of parallel lines along a second axial direction Y, different from the first axial direction X, and having a set (108) of M RF amplifiers, each active radiating feed being directly connected to an amplifier;

the analogue multibeam former comprising a first set (112; 162; 212; 262; 312; 362) in which R first analogue formers (112i; 162i; 212i; 262i; 312i; 362i) of identical structure are superposed and configured to form P fixed radiofrequency beams in first angular aiming directions Ax fixed along the first axial direction X, each first analogue former (112i; 162i; 212i; 262i; 312i; 362i) being configured to be connected through S output channels in transmission mode or S input channels in reception mode, each including an RF amplifier among the M RF amplifiers and corresponding to a row of S active radiating feeds of the antenna array (104) and corresponding to a different line of the mesh of the antenna array, identified by a level index i, i varying from 1 to R; and each first analogue former having an integer number P, greater than or equal to 2, of input channels in transmission mode or output channels in reception mode, numbered by an index of progression j along the first axial direction X;

the analogue multibeam former contains a second set (114; 164; 214; 264; 314; 364) of an integer number Q of second analogue formers (114k; 164k; 214k; 264k; 314k; 364k) of radiofrequency beams that are continuously variable in size and/or in aiming direction in second angular aiming directions By along the second axial direction Y, each second analogue former being formed by a divider (116k; 166k; 216k; 266k) with a single input and R output branches in transmission mode or by a combiner with a single output and R input branches in reception mode, each output branch of a divider in transmission mode or input branch of a combiner in reception mode including an amplitude and phase control point (118_k,i, 168_k,i , 218_k,i, 268_ki; 318_k,i; 368_k,i); each second analogue former (114k; 164k; 214k; 264k; 314k; 364k) of the second set (114; 164; 214; 264; 314; 364) being connected to at least one access column of the first set of first beam formers, an access column being formed by R access terminals to the input channels of the same rank j of the first analogue formers.

2. The analogue multibeam former according to claim 1, wherein

the first analogue formers (112i; 162i; 212i; 262i; 312i; 362i) are superposed along the second axial direction Y and each correspond to a different row of active radiating feeds along the first axial direction X; and

the second analogue formers (114k; 164k; 214k; 264k; 314k; 364k) are aligned side-by-side along the first axial direction X and each correspond to one or more adjacent access columns to the second analogue formers of the second set (112; 162; 212; 262; 312; 362).

3. The analogue multibeam former according to one of claims 1 to 2, wherein
the superposed R first analogue formers of the first set (112; 162; 212; 262; 312; 362) are quasi-optical formers or Butler matrices.

4. The analogue multibeam former according to one of claims 1 to 3, wherein
the amplitude and phase control points (118k,i) of the R output branches in transmission mode or R input branches in reception mode of each of the Q second analogue formers, aligned side-by-side, of the second set (114; 164; 214; 264; 314; 364), are analogue electrical components for phase-shifting and amplification or attenuation with phase-shifting and gain that are continuously or quasi-continuously variable as a function of analogue commands or of discrete commands with fine resolution over a wide range.

5. The analogue multibeam former according to one of claims 1 to 4, further comprising, for each first analogue former and the associated level i, i varying from 1 to R,

- a combiner (172i) in transmission mode according to a predetermined configuration of combination or a divider in reception mode according to a predetermined configuration of division, of the outputs in transmission mode or of the inputs in reception mode of the second analogue formers having the associated level i of the first analogue former (112i; 162i; 212i; 262i; 312i; 362i) of fixed beams in the first angular direction.

6. The analogue multibeam former according to one of claims 1 to 4, further comprising, for each first analogue former and the associated level i, i varying from 1 to R,

- inside the two-dimensional analogue multibeam former, a first switching matrix (220i), according to a first configuration of a predetermined set of routings, for switching the outputs in transmission mode or the inputs in reception mode of the second analogue formers (114k; 164k; 214k; 264k; 314k; 364k) having the same associated level i of the first analogue former of fixed beams in the first angular direction X.

7. The analogue multibeam former according to one of claims 1 to 4 or 6, further comprising,

- peripheral to the two-dimensional analogue multibeam former and opposite the access channels to the radiating feeds of the antenna array (104), a second switching matrix (322), according to a second configuration of a predetermined set of routings, for switching the Q inputs in transmission mode or the Q outputs in reception mode of the second analogue formers to an integer number T, greater than or equal to 2 and less than or equal to Q, of beam inputs in transmission mode or of beam outputs in reception mode.

8. The two-dimensional analogue multibeam former according to one of claims 1 to 4,

wherein the number P of input channels in transmission mode or of output channels in reception mode of each first analogue former is strictly greater than the first number S of input channels in transmission mode or of output channels in reception mode of the radiating feeds of one and the same row in the first axial direction; and

comprising, for each first analogue former and the associated level, a divider in transmission mode according to a predetermined configuration of division or a combiner in reception mode according to a predetermined configuration of combination, of the outputs in transmission mode or of the inputs in reception mode of the second analogue formers having the associated level of the first analogue former of fixed beams in the first angular direction, the divider in transmission mode or the combiner in reception mode being connected between the outputs in transmission mode or the inputs in reception mode of the second analogue formers having the associated level of said first analogue former of fixed beams in the first angular direction, and the inputs in transmission mode or the outputs in reception mode of the first analogue former.

9. The two-dimensional analogue multibeam former according to one of claims 1 to 4,

- further comprising, for each first analogue former of one-dimensional beams and the associated level i, i varying from 1 to R,

in transmission mode, connected to the inputs of said first analogue former of fixed beams, a divider according to a configuration of division of the outputs of the second analogue beam formers of beams having the associated level i of said first analogue former of fixed beams, or

in reception mode, connected to the outputs of said first analogue beam former, a combiner according to a configuration of combination of the inputs of the second analogue beam formers of beams having the associated level i of said first analogue former of fixed beams; and

wherein

in transmission mode, the configuration of division is a function of a predetermined pattern of the widths of the transmission beams in the first angular direction Ax; or

in reception mode, the configuration of combination is a function of a predetermined pattern of the widths of the reception beams in the first angular direction Ax.

10. The two-dimensional analogue multibeam former according to one of claims 1 to 4, wherein

in transmission mode, the amplitude and phase control points of the second formers of beams that are continuously variable in size are adjusted so that the radiation patterns of the transmission beams generated according to predetermined aimings exhibit iso-flux radiation patterns; or

in reception mode, the amplitude and phase control points of the second formers of beams that are continuously variable in size are adjusted so that the radiation patterns of the reception beams generated according to predetermined aimings exhibit iso-flux radiation patterns.

11. The two-dimensional analogue multibeam former according to one of claims 1 to 10, wherein
the second analogue formers of mobile beams of the second set are integrated in a single circuit (368) of planar form, the integrated circuit (368) being disposed in a plane at right angles to the planes of extension of the circuits of the first analogue formers of fixed beams and adjoining, endwise, edges of said circuits that are parallel to one another and contained in one and the same plane.

12. An analogue multibeam former of several two-dimensional radiofrequency beams of continuously variable sizes and/or aiming directions for a reconfigurable two-dimensional active array antenna, having a total integer number M, greater than or equal to 4, of active radiating feeds, forming an antenna array and distributed over a compact and single-piece portion D of a planar or curved surface according to a compact stack of an integer number R, greater than or equal to 2, of rows r(i) that are parallel to one another and oriented in a first local axial direction X, the stack being oriented in a second axial direction Y, different from the first local axial direction X, i being a level and numbering index from 1 to R in the direction of progression of the second axial direction Y of stacking of said rows r(i), each row r(i), i varying from 1 to R, having an integer number S(i) that is a function of the level i of active radiating feeds, the sum of the integers S(i), i varying from 1 to R, being equal to the number M, and having a set (58) of M RF amplifiers, each active radiating feed being directly connected to an amplifier;

the analogue multibeam former comprising a first set in which R first analogue formers of identical structure are superposed and configured to form a number P, greater than or equal to 2, of fixed radiofrequency beams in first angular aiming directions Ax fixed along the first local axial direction X, each first analogue former (512i), i varying from 1 to R, being configured to be connected through the integer number S(i) of output channels in transmission mode or S(i) input channels in reception mode, each including an RF amplifier and corresponding to the row r(i) of the S(i) active radiating feeds of the antenna array (104); and

each first analogue former having P input channels in transmission mode or output channels in reception mode, numbered by an index of progression j along the first axial direction X;

the analogue multibeam former containing a second set (514) of an integer number Q of second analogue formers (514) of radiofrequency beams that are continuously variable in size and/or in aiming direction according to second angular aiming directions By along the second axial direction Y, each second analogue former being formed by a divider (516k) with a single input and R output branches in transmission mode or by a combiner with a single output and R input branches in reception mode, each output branch of a divider in transmission mode or input branch of a combiner in reception mode including an amplitude and phase control point (518_k,i,); each second analogue former (514k) of the second set (516) being connected to at least one access column of the first set of first beam formers, an access column being formed by R access terminals to the input channels of the same rank of the first analogue formers.

13. The reconfigurable two-dimensional active transmission antenna for transmitting radiofrequency signals over a plurality of transmission beams of continuously variable sizes and/or aiming directions, comprising an antenna array (4) of active radiating feeds, a set (8) of HP RF power amplifiers, and a two-dimensional analogue multibeam former according to claim 1;

- the antenna array of active radiating feeds having a total integer number M, greater than or equal to 4, of active radiating feeds distributed over a planar or curved surface according to a mesh formed by the points of intersection of a first array of a first integer number R, greater than or equal to 2, of parallel lines in a first axial direction X, and of a second array of a second integer number S, greater than or equal to 2, of parallel lines in a second axial direction Y, different from the first axial direction X;

- the two-dimensional analogue multibeam former comprising a first set in which R first analogue formers of identical structure are superposed and configured to form P fixed radiofrequency transmission beams in fixed first angular aiming directions Ax along the fixed first axial direction X, each first analogue former being configured to be connected through S output channels in transmission mode, each including an HP RF power amplifier among the set of HP RF power amplifiers and corresponding to a row of S active radiating feeds of the antenna array and corresponding to a different line of the mesh of the antenna, identified by a level index i, i varying from 1 to R; and each first analogue former having an integer number P, greater than or equal to 2, of input channels in transmission mode, numbered by an index of progression j along the first axial direction X; the two-dimensional active transmission antenna being characterised in that the analogue multibeam former contains a second set of an integer number Q of second analogue formers of radiofrequency beams that are continuously variable in size and/or in aiming direction in second angular aiming directions By along the second axial direction Y, each second analogue former being formed by a divider with a single input and R output branches in transmission mode, each output branch of a divider including an amplitude and phase control point; each second analogue former of the second set being connected to at least one access column of the first set of first beam formers, an access column being formed by R access terminals to the input channels of the same rank j of the first analogue formers.

14. The reconfigurable two-dimensional active reception antenna for receiving radiofrequency signals over a plurality of reception beams of continuously variable sizes and/or aiming directions, comprising an antenna array (54) of active radiating feeds, a set (58) of low noise RF amplifiers (LNA), and a two-dimensional analogue multibeam former (56) according to claim 1;

- the antenna array of active radiating feeds having a total integer number M, greater than or equal to 4, of active radiating feeds distributed over a planar or curved surface according to a mesh formed by the points of intersection of a first array of a first integer number R, greater than or equal to 2, of parallel lines in a first axial direction X, and a second array of a second integer number S, greater than or equal to 2, of parallel lines in a second axial direction Y, different from the first axial direction X;

- the two-dimensional analogue multibeam former comprising a first set in which S first analogue formers of identical structure are superposed and configured to form R fixed radiofrequency beams in first angular aiming directions Ax along the fixed first axial direction X, each first analogue former being configured to be connected through S input channels in reception mode, each including a low-noise RF amplifier (LNA), corresponding to a row of S active radiating feeds of the antenna array and corresponding to a different line of the mesh of the antenna, identified by a level index i, i varying from 1 to R; and each first analogue former having an integer number P, greater than or equal to 2, of output channels in reception mode, numbered by an index of progression j along the first axial direction X; the two-dimensional active transmission antenna being characterised in that the analogue multibeam former contains a second set of an integer number Q of second analogue formers of radiofrequency beams that are continuously variable in size and/or in aiming direction in second angular aiming directions By along the second axial direction Y, each second analogue former being formed by a combiner with a single output and R input branches in reception mode, each input branch of a combiner including an amplitude and phase control point; each second analogue former of the second set being connected to at least one access column of the first set, an access column being made up of R access terminals to the output channels of the same rank i of the first analogue formers.

15. A reconfigurable two-dimensional active transmission antenna for transmitting radiofrequency signals over a plurality of transmission beams of continuously variable sizes and/or aiming directions, comprising an antenna array of active radiating feeds, a set of HP RF power amplifiers, and a two-dimensional analogue multibeam former according to claim 12;

- the antenna array of active radiating feeds having a total integer number M, greater than or equal to 4, of active radiating feeds distributed over a compact and single-piece portion D of a planar or curved surface according to a compact stack of an integer number R, greater than or equal to 2, of rows r(i) that are parallel to one another and oriented in a first local axial direction X, the stack being oriented in a second axial direction Y, different from the first local axial direction X, i being a level and numbering index from 1 to R in the direction of progression of the second axial direction Y of stacking of said rows r(i), each row r(i), i varying from 1 to R, having an integer number S(i) that is a function of the level i of active radiating feeds, the sum of the integers S(i), i varying from 1 to R, being equal to the number M;

- the two-dimensional analogue multibeam former comprising a first set in which R first analogue formers of identical structure are superposed and configured to form a number P, greater than or equal to 2, of fixed radiofrequency transmission beams in first angular aiming directions Ax that are fixed along the first local axial direction X, each first analogue former 512i, i varying from 1 to R, being configured to be connected through the integer number S(i) of output channels in transmission mode, each including a HP power RF amplifier and corresponding to the row r(i) of the S(i) radiating feeds of the antenna array (504); and each first analogue former having P input channels in transmission mode, numbered by an index of progression j along the first axial direction X; the two-dimensional active transmission antenna being characterised in that the analogue multibeam former contains a second set (514) of an integer number Q of second analogue formers (514) of radiofrequency beams that are continuously variable in size and/or in aiming direction in second angular aiming directions By along the second axial direction Y, each second analogue former being formed by a divider (116k; 166k; 216k; 266k) with a single input and R output branches in transmission mode, each output branch of a divider in transmission mode including an amplitude and phase control point (518_kj); each second analogue former (514k; 164k; 214k; 264k; 314k; 364k) of the second set (114; 164; 214; 264; 314; 364) being connected to at least one access column of the first set of first beam formers, an access column being formed by R access terminals to the input channels of the same rank of the first analogue formers.

16. The reconfigurable two-dimensional active reception antenna for receiving radiofrequency signals over a plurality of reception beams of continuously variable sizes and/or aiming directions, comprising an antenna array of active radiating feeds, a set of low-noise RF amplifiers (LNA), and a two-dimensional analogue multibeam former according to claim 12;

- the antenna array of radiating feeds having a total integer number M, greater than or equal to 4, of active radiating feeds distributed over a compact and single-piece portion D of a planar or curved surface according to a compact stack of an integer number R, greater than or equal to 2, of rows r(i) that are parallel to one another and oriented in a first local axial direction X, the stack being oriented in a second axial direction Y, different from the first local axial direction X, i being a level and numbering index from 1 to R in the direction of progression of the second axial direction Y of stacking of said rows r(i), each row r(i), i varying from 1 to R, having an integer number S(i) that is a function of the level i of radiating feeds, the sum of the integer S(i), i varying from 1 to R, being equal to the number M;

- the two-dimensional analogue multibeam former comprising a first set in which R first analogue formers of identical structure are superposed and configured to form a number P, greater than or equal to 2, of fixed radiofrequency reception beams in first angular aiming directions Ax that are fixed along the first local axial direction X, each first analogue former of level i, i varying from 1 to R, being configured to be connected through the integer number S(i) of input channels in reception mode, each including a low-noise RF amplifier (LNA) and corresponding to the row r(i) of the S(i) radiating feeds of the antenna array; and each first analogue former having P output channels in reception mode, numbered by an index of progress j along the first axial direction X; the two-dimensional active reception antenna being characterised in that the analogue multibeam former contains a second set of an integer number Q of second analogue formers of radiofrequency beams that are continuously variable in size and/or in aiming direction in second angular aiming directions By along the second axial direction Y, each second analogue former being formed by a combiner with a single output and R input branches in reception mode, each input branch of a combiner in reception mode including an amplitude and phase control point (518_kji); each second analogue former (514k) of the second set (516) being connected to at least one access column of the first set of first beam formers, an access column being formed by R access terminals to the output channels in reception mode of the same rank j of the first analogue formers.

17. A satellite payload of a telecommunications satellite comprising a multibeam reception antenna (52), a multibeam transmission antenna (2), and a router (604) interconnecting the multibeam reception antenna and the multibeam transmission antenna,

the multibeam transmission antenna being defined according to claim 13 or 15; and/or

the multibeam reception antenna being defined according to claim 14 or 16.

18. The satellite payload of a telecommunications satellite according to claim 17, wherein the router (604) is a digital transparent processor (DTP).

Dessins