(19)
(11) EP 0 426 566 A1

(12) DEMANDE DE BREVET EUROPEEN

(43) Date de publication:
08.05.1991  Bulletin  1991/19

(21) Numéro de dépôt: 90403085.5

(22) Date de dépôt:  31.10.1990
(51) Int. Cl.5H01Q 25/00, H01Q 11/08
(84) Etats contractants désignés:
AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LI LU NL SE

(30) Priorité: 31.10.1989 FR 8914287

(71) Demandeurs:
  • THOMSON-LGT LABORATOIRE GENERAL DES TELECOMMUNICATIONS
    F-78700 Conflans-Sainte Honorine (FR)
  • Etablissement Public de Diffusion dit "Télédiffusion de France"
    F-92120 Montrouge (FR)

(72) Inventeurs:
  • Cluniat, Claude
    F-92045 Paris la Défense (FR)
  • Delmas, Jean-Jacques
    F-92045 Paris la Défense (FR)

(74) Mandataire: Courtellemont, Alain et al
THOMSON-CSF, SCPI, B.P. 329, 50, rue Jean-Pierre Timbaud
92402 Courbevoie Cédex
92402 Courbevoie Cédex (FR)


(56) Documents cités: : 
   
       


    (54) Antenne de réception multifocale à direction de pointage unique pour plusieurs satellites


    (57) L'antenne de réception comporte au moins deux secteurs ou parties (1,2) de paraboloïdes focalisant le rayonnement sur leurs axes (XX') en des points respectivement F₁ et F₂ décalés d'un nombre entier de longueurs d'onde du rayonnement reçu. Chaque secteur ou partie (1,2) est associé à une source hélicoïdale (S1,S2) située dans sa zone focale (F1,F2) de même axe que le secteur correspondant.




    Description

    Antenne de réception multifocale à direction de pointage unique pour plusieurs satellites.



    [0001] L'invention se rapporte aux matériels de réception de satellite disponibles sous forme de stations individuelles de réception et plus particulièrement aux antennes de réception utilisables avec une tête hyperfréquence et un démodulateur pour constituer de telles stations.

    [0002] L'antenne d'une station de réception satellite est tradi­tionnellement constituée par un réflecteur parabolique. Ce ré­flecteur est la plupart du temps de forme circulaire ou ovoide. Dans tous les cas, le principe de réception reste le même : les ondes électromagnétiques sont focalisées sur le foyer de récep­tion. Le signal est reçu par une "source" puis amplifié par la tête hyperfréquence.

    [0003] Il existe plusieurs types d'antennes paraboliques. Les trois principaux types d'antennes sont les suivants :
    - L'antenne de type à symétrie de révolution, ou "Prime focus", dont la tête hyperfréquence est soutenue par un tré­pied fixé aux bords externes de la parabole, et directement placée à proximité du foyer du réflecteur : Le présence de la tête dans la partie active de la parabole entraîne un effet de masque et des phénomènes de diffraction. Un guide d'ondes (feeder) est parfois utilisé pour acheminer le signal de la source à la tête hyperfréquence (placée dans ce cas à l'arrière).
    - L'antenne de type "Cassegrain" dont la tête hyperfréquence est installée à l'arrière du réflecteur princi­pal et reçoit les ondes réfléchies sur un subréflecteur hyperbo­lique qui reconcentre vers l'amplificateur faible bruit (dit LNA pour "Low Noise Amplifier") les signaux reçus par le réflecteur principal ; ce subréflecteur est générateur d'un effet de masque. - L'antenne de type à illumination décalée, ou "off-­set" qui est une antenne parabolique à foyer décentré : l'ampli­ ficateur faible bruit et la source sont décalés de manière à réduire l'effet de masque.

    [0004] Le choix du type d'antenne dépend principalement de la taille de la tête hyperfréquence utilisée : une tète hyperfréquence volumineuse, si elle est placée au centre de la parabole, diminue son gain. Par ailleurs, les matériaux employés pour la réalisation des réflecteurs paraboliques sont principale­ment de type plastique ou métallique (aluminium). Enfin, le diamètre de la parabole est fonction du facteur de mérite, G/T, reliant le gain G de la parabole et la température de bruit globale T désirée sur la station. Ce diamètre a pu décroî­tre considérablement ces dernières années, à G/T constant, du fait des améliorations technologiques des amplificateurs qui se sont traduites par une diminution de leur température de bruit. Le diamètre de la parabole définit son ouverture et, outre leur discrétion, l'avantage majeur des paraboles de petit diamètre est la facilité de pointage du fait de l'augmentation d'ouver­ture correspondante. Cependant l'ouverture fixe en même temps la sensibilité du système aux interférences provenant des satel­lites voisins du satellite visé, ce qui limite la réduction de diamètre possible.

    [0005] D'autre part, la plupart des constructeurs ont actuelle­ment en cours de développement, des antennes réseaux, dites antennes plates, destinées soit à la réception d'émissions de télévision, soit aux communications, mobiles ou fixes, pour la transmission de données à usage professionnel : toute la surface de l'antenne reçoit les signaux radio-électriques émis par le satellite ; un réseau de micro-éléments de réception est placé en parallèle et le gain est fonction de la surface de l'antenne.

    [0006] Le rendement de telles antennes plates diminue notable­ment lorsque la surface d'antenne augmente du fait de la perte engendrée dans les systèmes de sommation.

    [0007] Mais, l'utilisation d'une antenne plate est susceptible de simplifier les procédures et donc de limiter les coûts, d'installations : une antenne plate peut être installée presque à la verticale d'un mur, ou collée sur un toit. Elle se fond au décor (qualités esthétiques supérieures que lui confère son design) : faible épaisseur, dimensions réduites (elle se pré­sente sous forme de carrés de 35 à 70 cm de côté), légèreté, discrétion;

    [0008] Pour être en mesure de recevoir les programmes de plu­sieurs satellites une antenne plate devrait faire l'objet d'une motorisation. Des antennes réseaux à pointage électronique sont en cours de développement. Elles permettront de recevoir les émissions de plusieurs satellites voisins sans mouvement. Mais aucune réalisation grand public n'est connue à ce jour, car chaque micro-élément doit être commandé en phase ce qui affecte notablement le gain et la température de bruit de l'antenne.

    [0009] De plus en l'état actuel de la technologie ces antennes plates ont trois inconvénients importants :
    - le gain de réception d'une antenne plate est en moyenne de 25 % moins élevé que celui d'une antenne parabolique, la largeur de bande est limitée et pour recevoir les 2 polarisa­tions circulaires il faut 2 antennes ;


    [0010] - le coût de production d'une telle antenne est élevé, principalement pour deux raisons :

    1. des matériaux coûteux sont nécessaires pour minimiser les pertes ;

    2. la matrice représentée par la surface réceptrice de l'antenne nécessite un raccordement individuel de chacun des micro-éléments.



    [0011] En ce qui concerne les têtes hyperfréquences, celles-ci se composent de deux éléments : un amplificateur à faible bruit (LNA), et un convertisseur à faible bruit (LNC pour Low Noise Converter), qui peuvent être montés en moduleurs indépendants à la suite l'un de l'autre, ou intégrés dans un boîtier unique (LNB : Lew Noise Block down converter).

    [0012] Par ailleurs, les bandes de fréquences allouées aux émis­sions de télévision par satellite géostationnaire ont été optimi­sées pour dégager un nombre suffisant de canaux pour l'ensem­ ble des exploitants potentiels (pays et organisations internatio­nales). En conséquence les satellites de type DBS utilisent deux types de rayonnements électro-magnétiques polarisés selon des directions opposées. Deux émissions peuvent ainsi co-exister sur un même canal : leurs polarisations inverses permettent de les séparer à la réception.

    [0013] Les polarisations utilisées par les deux types de satelli­tes de télévision sont les suivantes.

    [0014] Pour les satellites de télédiffusion directe :
    - polarisation circulaire droite (ou "right hand circular polarization") par exemple TDFI, BSB, BS, OLYMPUS ;
    - polarisation circulaire gauche (ou "left hand circular polarization" ) par exemple TVSAT, OLYMPUS.

    [0015] Pour les satellites de télécommunications :
    - polarisation linéaire horizontale : par exemple Intelsat V,ECS 1 F1
    - polarisation linéaire verticale : par exemple Intelsat V,ECS 1 F1, Télécom 1 ; les canaux des satellites des organisations "Eutelsat" et "Intelsat" affectés à des émissions de télévision se répartissent en deux sous-groupes de program­mes, qui correspondent chacun à une polarlsation différente.

    [0016] Lorsqu'une station de réception est destinée à recevoir plusieurs types de polarisations, des dépolariseurs sont prévus pour permettre à l'utilisateur de choisir à volonté la polarisa­tion désirée. Le choix de ces systèmes est fonction de la nature des polarisations reçues.

    [0017] Dans le cas des polarisations horizontales et verticales, il est nécessaire de recourir à un système motorisé de change­ment de polarisation, le plus souvent monté sur le guide d'ondes de la parabole.

    [0018] Dans le cas des polarisations circulaires droite et gau­che (satellites de télédiffusion directe), la réception simulta­née des signaux polarisés nécessite un guide d'onde à double sortie, équipé d'un transducteur orthomode permettant de monter sur une même parabole deux têtes hyperfréquences dédiées cha­cune à une polarisation différente.

    [0019] Des systèmes motorisés destinés à assurer la permutation des têtes hyperfréquences au centre de la parabole sont actuelle­ment étudiés, mais la fiabilité de ces équipements est insuffi­sante.

    [0020] Des têtes à très large bande, multifréquences par commu­tation de bande ou synthèse de fréquence agile, devraient per­mettre de recevoir l'ensemble des fréquences allouées aux émis­sions de télévision. Mais de telles têtes multi-bande, ne seront pas disponibles à des prix abordables rapidement.

    [0021] La sortie de la tête hyperfréquence est reliée à un démo­dulateur qui convertit et démodule le signal reçu dans la bande intermédiaire satellite (BIS) 950 à 1750 MHz. Le démodulateur permet d'effectuer la sélection des canaux satellite. Seuls les démodulateurs à large bande d'entrée, qui couvrent la totalité de la gamme de fréquences de 950 à 1750 MHz, sont susceptibles de recevoir les émissions de l'ensemble des satellites qui cou­vriront l'Europe dans les prochaines années. Actuellement ces démodulateurs ne sont utilisés au maximum de leurs possibilités que dans les stations motorisées destinées à la réception de plusieurs satellites.

    [0022] Le problème résolu par la présente invention est la récep­tion au moyen d'une seule antenne, fixe, d'émissions reçues de l'un ou l'autre de plusieurs satellites situés sur la même posi­tion orbitale, mais polarisés de manières différentes.

    [0023] L'invention a donc pour objet une antenne de réception à direction de pointage unique, permettant la réception simultanée de plusieurs satellites situés sur la même position orbitale, permettant la sélection de l'une des polarisations circulaires droite ou gauche avec un découplage correct (figure 1), ou en option une composition de ces deux polarisations pour restituer un rayonnement polarisé linéairement, qui ne nécessite aucune motorisation et qui de plus est d'encombrement assez réduit et à faible coût.

    [0024] Pour cela le réflecteur de l'antenne est du type parabo­lique et à symétrie de révolution ou à illumination décalée, mais avec des adaptations essentielles qui permettent de le rendre multifocal et est associé à plusieurs sources correcte­ment découplées pour la réception de rayonnements de polarisa­tions différentes.

    [0025] Selon l'invention une antenne de réception multifocale à direction de pointage unique, pour plusieurs satellites, est caractérisée en ce qu'elle comporte un réflecteur constitué de plusieurs secteurs de paraboloïdes chacun associé à une source située sur son axe, ces secteurs ayant des axes de même direc­tion et des foyers décalés d'un nombre entier de longueurs d'onde du rayonnement à recevoir, et en ce qu'elle comporte, pour le couplage du rayonnement, des sources situées dans les zones de concentration du rayonnement, ayant des axes confon­dus avec les axes des secteurs de paraboloïdes y associés et adaptées à la réception de rayonnements polarisés différemment.

    [0026] L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristi­ques apparaîtront à l'aide de la description qui suit en réfé­rence aux figures annexées :

    La figure 1 est le schéma de principe d'un premier mode de réalisation d'une antenne multifocale selon l'invention.

    La figure 2 est le schéma d'une antenne de même type, accompagné de diagrammes explicatifs.

    La figure 3 est le schéma d'un second mode de réalisation d'une antenne multifocale selon l'invention.

    La figure 4 est le schéma d'un troisième mode de réalisa­tion d'une antenne multifocale selon l'invention.

    Les figures 5 à 9 sont des schémas plus détaillés de différents types de sources doubles, de même axe, utilisables avec un réflecteur en deux parties du type de celui représenté sur la figure 1.

    Les figures 10 et 11 sont des variantes des antennes représentées respectivement sur les figures 1 et 3, à encombre­ment réduit.

    Les figures 12 et 13 représentent une antenne multisec­teur quasi- plane, formant en projection un carré.



    [0027] Pour obtenir une antenne multifocale, l'invention prévoit un réflecteur formé de plusieurs secteurs ou parties de parabo­loïdes, chacun de ces secteurs focalisant le rayonnement paral­lèle qu'il reçoit dans une zone focale où est disposée une source.

    [0028] Pour pouvoir recevoir l'une et l'autre des deux polarisa­tions circulaires, droite et gauche, deux secteurs ou parties sont prévus et chacun des deux secteurs ou parties de parabo­loïdes du réflecteur est associé à une source à ondes de surface hélicoïdale, les deux sources étant des spirales ou hélicoïdes en sens contraires d'axes confondus avec les axes des secteurs ou parties de paraboloïdes auxquels elles sont associées.

    [0029] La figure 1 illustre un premier mode de réalisation de l'antenne suivant l'invention dans lequel les deux secteurs ou parties de paraboloïdes ont le même axe x′x, le premier 1, étant le secteur central d'un paraboloïde d'axe de focale F1 et ayant un diamètre extérieur d1, l'autre étant une couronne d'un paraboloïde de même axe de focale F2, ayant un diamètre inté ­rieur d1 et un diamètre extérieur d2. Ces deux secteurs ou parties de paraboloïdes sont disposés de façon que la distance d entre leurs foyers respectifs soit égale à Kλ où K est un nombre entier et λ est la longueur d'onde du rayonnement reçu. Les sommets virtuels des paraboloïdes sont aussi dans une relation de type k′λ. De plus, pour diminuer l'encombrement de la structure résultante, le secteur de paraboloïde interne est ramené en inclusion dans le secteur de paraboloïde en forme de couronne, les surfaces correspondantes n'étant pas continues, mais au contraire discontinues et raccordées par un tronc de cône 3. Ainsi la profondeur de la structure est beau­coup plus faible que si les paraboloïdes étaient simplement jointifs ; les volumes de stockage sont en conséquence plus faibles et les coûts de transports minimisés.

    [0030] Dans les zones focales de ces deux secteurs ou parties de paraboloïdes sont disposées deux sources, respectivement S₁ et S₂, hélicoïdales, dont le pas, le nombre de spires ainsi que le sens de bobinage sont adaptés à la réception de rayonnement polarisé circulairement respectivement à droite et à gauche. Ces deux sources sont reliées à des amplificateurs fai­ble bruit respectivement LNA₁ et LNA₂ faisant partie des têtes hyperfréquences associées (non représentées complétement) situées à l'arrière des paraboloïdes par des câbles coaxiaux, l'âme du céble se prolongeant par la spirale tandis que le conducteur extérieur est terminé par un disque. Une représentation plus précise des sources est donnée sur les figures 4 à 9 qui seront décrites plus en détails ci-après. Sur le schéma de la figure 1, la source S₁ est montée pour être excitée selon un mode "back-fire", tandis que la source S₂ est montée pour être excitée selon un mode dit "end-fire". Le rayonnement focalisé par le secteur de paraboloïde 1 excite la source S₁ qui alimente l'amplificateur à faible bruit LNA₁ ; de même le secteur ou partie de paraboloïde 2 focalise le rayonnement qu'il reçoit vers la source S₂ qui convertit le rayonnement et le transmet à l'amplificateur faible bruit LNA₂.

    [0031] Il importe que les rayonnements reçus respectivement par S₁ et S₂ soient correctement découplés, c'est-à-dire que chacune des sources reçoivent de manière sélective l'un des deux rayonnements polarisé circulairement. Or le rayonnement reçu par le réflecteur 1 et focalisé sur S₁ produit un rayonne­ment arrière qui perturbe la source S₂ et contribue à détério­rer le signal qu'elle reçoit, sauf si des dispositions particu­lières sont prises pour éviter ces perturbations ou utiliser le rayonnement arrière pour contribuer au signal utile sur S₂. Sur la figure 1 a été représenté un absorbant électromagnétique, 3 qui permet d'éviter que le rayonnement arrière non capté par S₁ perturbe la source S₂.

    [0032] La figure 2 illustre une antenne comportant des réflec­teurs semblables à ceux de la figure 1 dans laquelle au lieu de prévoir un absorbant entre les deux sources, il est prévu une structure particulière des sources qui permet au lieu de suppri­mer le rayonnement arrière créé par le premier réflecteur, après son foyer, d'utiliser ce rayonnement arrière de façon à augmen­ter le gain, ce qui permet éventuellement de diminuer la surface du réflecteur 2. Comme précédemment, le paraboloïde 1 est associé à la source S₁, son diagramme de rayonnement, repré­senté sur 18 figure, correspondant au cône de rayonnement re­çu. Mais la source S₂ est constituée de deux spirales ou hélicoïdes S′₂ et S˝₂ dont les phases sont ajustées de façon que la combinaison des deux diagrammes de rayonnement créé un diagramme résultant dans lequel un trou est prévu selon l'axe x'x, le rayonnement arrière transmis après le foyer F₁ contribuant à établir globalement un diagramme de rayonnement semblable à celui obtenu pour la source S₁. Cette deuxième solution a l'avantage d'utiliser au mieux l'ensemble du rayonne­ment reçu par les réflecteurs, et donc optimise le gain résul­tant sur les deux secteurs ou parties de l'antenne par rapport aux surfaces utiles des réflecteurs.

    [0033] La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation de l'antenne multifocale selon l'invention. Dans ce mode de réalisation les deux secteurs ou parties de paraboloïdes ont des axes parallèles, x₁, x′₁ et x₂, x′₂ et non plus confondus comme dans les modes de réalisation représentés sur les figures 1 et 2, et leurs foyers sont situés sur une même perpendiculaire à ces axes. Comme dans les figures précédentes la distance F₁F₂ entre les deux foyers des secteurs ou parties de paraboloïdes d est égale à K λ. Dans ce mode de réalisation les deux sources hélicoïdales S₁ et S₂ sont excitées selon les modes dit "back-fire", les deux hélicoïdes étant comme précédemment bobinés en sens inverse de façon à être excités respectivement par les rayonnements polarisés gauche, G, et droite, D. Les réflecteurs correspon­ dants 1′ et 2′ ne sont plus symétriques par rapport à leurs axes x₁x′₂ et x₂x′₂.

    [0034] La figure 4 représente un troisième mode de réalisation de l'antenne multifocale selon l'invention dans lequel les réflecteurs ont une structure symétrique, du type de celle repré­sentée aux figures 1 et 2, les deux sources hélicoïdales étant alignées sur l'axe commun x′x des réflecteurs, ces sources S₁ et S₂ respectivement "end-fire" et "back-fire" étant reliées par les câbles coaxiaux très faible perte aux amplifica­teurs faible bruit correspondant LNA₁ et LNA₂ par une structure mécanique dite centrale, les points de raccordement des hélicoides aux câbles coaxiaux étant situés au milieu du segment F₁ F₂ reliant les deux foyers des deux secteurs ou parties de paraboloïdes. Cette structure est un peu plus sim­ple mécaniquement que celle représentée sur la figure 1 où les câbles coaxiaux reliant les sources S₁ et S₂ ne sont pas semblables, le second étant sensiblement plus long que le pre­mier. Au contraire la structure représentée sur la figure 4 est symétrique en ce sens que les deux cébles coaxlaux ont la même longueur, l'accès central étant relié aux amplificateurs faible bruit par une structure de câbles coaxiaux déportés par rapport à l'axe x′x des réflecteurs. Un autre avantage des structures à attaque centrale est qu'au voisinage des points de raccorde­ment peut être logé un circuit électronique, notamment dans le cas où l'on souhaite combiner les deux polarisations pour restituer le rayonnement reçu avec une polarisation linéaire.

    [0035] Les figures 5 à 9 illustrent en détails les structures possibles des deux sources hélicoïdales alignées sur l'axe commun des réflecteurs.

    [0036] La figure 5 illustre une structure où les deux sources hélicoïdales sont excitées selon un mode "back-fire", la première S₁ étant disposée comme sur la figure 1, tandis que la seconde est également alimentée en "back-fire" ce qui n'était pas le cas de la source S₂ sur la figure 1. Sur toutes ces figures les deux hélicoïdes S₁ et S₂ sont bobinées de telle façon qu'elles soient adaptées respectivement à l'une des deux polarisations circulaires, respectivement droite D ou gauche G.

    [0037] La figure 6 illustre plus en détails le même mode de réalisation des sources que sur la figure 1, S₁ étant excitée en "back-fire" tandis que S₂ est excitée selon un mode "end-fire".

    [0038] La figure 7 illustre un autre mode de réalisation selon lequel les deux sources hélicoïdales sont excitées selon un mode "end-fire", les câbles coaxiaux reliant ces sources aux amplificateurs faible bruit correspondants entourant les sources à une distance l de l'axe suffisante pour ne pas créer de pertur­bation.

    [0039] La figure 8 illustre en détails un mode de réalisation des sources telles que celles utilisées dans l'antenne multifo­cale représentée sur la figure 4, avec connexion centrale des sources respectivement excitées en "back-fire" et "end-­fire", l'arrivée commune étant déportée par rapport à l'axe commun des hélicoïdes.

    [0040] La figure 9 illustre un autre mode de réalisation, égale­ment avec une attaque centrale, mais dans ce mode de réalisation les deux cébles coaxiaux sont situés symétriquement de part et d'autre de la source S₁ et se rejoignent sur l'axe commun des hélicoïdes. Dans ce mode de réalisation, comme dans celui de la figure 7, les câbles, ou portions de câbles, situés symétri­quement de part et d'autre de l'axe commun x′x des hélicoïdes peut permettre de supporter un radome protecteur 5 représenté en pointillés sur ces deux figures.

    [0041] Une telle antenne permet donc de recevoir des émissions polarisées circulairement sur l'une ou l'autre des deux voies, suivant le sens de la polarisation circulaire. Elle permet également d'obtenir, par addition vectorielle des deux voies, les polarisations linéaires, horizontales H, ou verticales V.

    [0042] Il a été indiqué ci-dessus que l'encombrement était mini­misé en ramenant le réflecteur de la partie centrale à l'inté­ rieur du paraboloïde dans lequel est formé le secteur exté­rieur par l'intermédiaire du tronc de cône 3.

    [0043] Il est possible de minimiser encore plus l'encombrement en se rapprochant d'une structure plane, en remplaçant chacun des réflecteurs en forme de paraboloïde de focales respective­ment F₁ et F₂ par un ensemble de secteurs de paraboloïde dont les sommets sont décalés d'un nombre entier de demi-­longueurs d'onde, reliés par des troncs de cône, tous les an­neaux intérieurs étant ramenés à l'intérieur de l'anneau de diamètre le plus large, comme représenté sur les figures 10 et 11 où ont été illustrées les structures des figures 1 et 3 avec ce perfectionnement.

    [0044] Sur la figure 10, les deux zones de focalisation F₁ et F₂ espacées de Kλ sont alignées sur l'axe commun des secteurs de paraboloïdes. Les secteurs de parabole P₁ et P'1 qui focalisent en F₁ sont équivalents au secteur 1 de la figure 1 et les secteurs P₂ et P′₂ qui focalisent en F₂ sont équivalents au secteur 2 de la figure 1.

    [0045] Sur la figure 11, les deux zones de focalisation, espacées de K λ sont situées sur deux axes parallèles, le premier axe étant un axe commun pour les secteurs de parabo­loïdes P₁ et P′₁ dont les caractéristiques sont telles qu'ils focalisent le rayonnement dans la zone F₁, tandis que le deuxième axe est un axe commun pour les secteurs de parabo­loïde P₂ et P′₂ qui focalisent le rayonnement dans la zone F₂.

    [0046] Sur ces figures 10 et 11, comme sur les figures 1 et 3, les différents secteurs sont mécaniquement solidaires via des surfaces de liaison en forme de troncs de cône. Bien entendu toute autre répartition des secteurs de paraboloïde est possi­ble pourvu que le rayonnement soit focalisé comme décrit précédemment.

    [0047] Il est clair que les structures résultantes sont de bien moindre encombrement que des structures dans lesquelles les paraboloïdes seraient en continuité et se rapprochent de struc­tures planes.

    [0048] Les figures 12 et 13 illustrent un mode de réalisation d'une antenne multi- secteur quasi-plane à deux foyers coaxiaux, respectivement en coupe et en plan.

    [0049] Pour conférer à cette antenne une structure quasi-plane, les secteurs de paraboloïde focalisant respectivement aux foyers F₁ et F₂ sont obtenus à partir de familles de parabo­loïdes dont les sommets sont décalés de kλ/2. Pour k=1, et F=12,5 GHz, le pas sur l'axe est de 12 mm.

    [0050] Le réflecteur de cette antenne peut être en projection selon son axe de section circulaire, mais, pour optimiser le gain et la surface active à volume de stockage donné, une sur­face de projection rectangulaire ou carrée est préférée et a été illustrée sur la figure 13.

    [0051] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précisément décrits et représentés, tant pour les secteurs ou parties de paraboloïdes que pour les sources et leur agencement ; notamment, il est possible d'envisager un réflec­teur formant plus de deux zones de focalisation, une source à ondes de surface étant disposée en chaque zone selon l'axe du réflecteur correspondant. Ces sources peuvent être des hélicoïdes, comme décrit ci-dessus, mais peuvent également être des sources à réseaux imprimés ou des sources à diélectrique.


    Revendications

    1. Antenne de réception multifocale à direction de poin­tage unique, pour plusieurs satellites, caractérisée en ce qu'elle comporte un réflecteur constitué de plusieurs secteurs de paraboloïdes (1, 2) chacun associé à une source située sur son axe, ces secteurs ayant des axes de même direction (x′x) et des foyers (F₁, F₂) décalés d'un nombre entier de lon­gueurs d'onde du rayonnement à recevoir, et en ce qu'elle com­porte, pour le couplage du rayonnement, des sources (S₁, S₂) situées dans les zones de concentration du rayonnement, ayant des axes confondus avec les axes des secteurs de parabo­loïde y associés (x′x), et adaptées à la réception de rayonne­ments polarisés différemment.
     
    2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les sources sont des sources à ondes de surface formées d'illuminants hélicoïdaux respectivement reliées à des amplifica­teurs faible bruit par des câbles coaxiaux.
     
    3. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte deux secteurs de paraboloïdes et en ce que les deux illuminants hélicoldaux y associés sont adaptés à la récep­tion des composantes du rayonnement à polarisation circulaire respectivement droite et gauche.
     
    4. Antenne selon l'une des revendications 2 et 3, caracté­risée en ce que les secteurs de parabololdes ont le même axe, qui est en même temps l'axe des hélicoïdes, les foyers des para­boloïdes étant espacés sur cet axe de K λ et chaque secteur ayant une symétrie de révolution autour de cet axe.
     
    5. Antenne selon la revendication 4, caractérisé en ce que, le paraboloïde ayant la focale la plus petite est utilisé dans sa partie centrale pour former le premier secteur (1), l'autre paraboloïde étant utilisé pour former le second secteur (2) dans une partie en forme de couronne de diamètre intérieur égal au diamètre (d1) du premier secteur.
     
    6. Antenne selon l'une des revendications 2 et 3, caracté­risée en ce que les secteurs de paraboloïdes ont des axes paral­lèles espacés de K λ , les foyers des hélicoïdes y associés étant sur un axe orthogonal à ces axes parallèles.
     
    7. Antenne selon l'une des revendications 3 à 6, caracté­risée en ce qu'un absorbant électromagnétique (3) est disposé entre les deux illuminants de sorte que l'illuminant hélicoïdal le plus éloigné des surfaces réfléchissantes des secteurs de paraboloïdes ne soit pas perturbé par l'onde arrière focalisée sur l'autre illuminant.
     
    8. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les surfaces réflectrices des secteurs de paraboloïdes sont du même ordre de grandeur et ajustées pour que les gains des parties d'antennes correspondan­tes soient égaux, compte tenu des perturbations.
     
    9. Antenne selon la revendication 4, caractérisée en ce que les hélicoïdes de même axe sont toutes deux excitées par l'arrière type back fire.
     
    10. Antenne selon la revendication 4, caractérisée en ce que les hélicoïdes de même axe sont excitées l'une par l'ar­rière, type back-fire, l'autre par l'extrémité, type end-­fire.
     
    11. Antenne selon la revendication 9, caractérisée en ce que les points de connexion des hélicoîdes aux cables coaxiaux reliés aux amplificateurs faible bruit sont sur leur axe commun, entre les deux hélicoïdes.
     
    12. Antenne selon l'une des revendications 8 à 10, carac­térisée en ce que chacune des deux hélicoïdes étant reliée à un céble coaxial, ces deux câbles sont placés symétriquement, par rapport à l'axe dans les parties où ils sont séparés et à une distance suffisante des hélicoïdes, l'ensemble formé par les hélicoïdes étant alors susceptible de recevoir un radome de protection (5).
     
    13. Antenne selon la revendication 12, caractérisé en ce que le premier secteur de paraboloïde est traversé en son centre par les câbles coaxiaux reliés aux deux sources.
     
    14. Antenne selon la revendication 5, caractérisée en ce que le secteur (1) ayant la focale la plus petite utilisé dans sa partie centrale est à l'intérieur du paraboloïde dans le­quel est formé le secteur extérieur (2) en forme de couronne auquel il est mécaniquement relié par un tronc de cône (3) de façon à réduire l'encombrement.
     
    15. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'un au moins des secteurs de paraboloïdes focalisant le rayonnement en un foyer est en fait constitué de plusieurs sec­teurs de paraboloïdes différents (P₁, P′₁ ; P₂, P′₂) dont les sommets virtuels sont décalés d'un nombre entier de demi longueurs d'onde, focalisant le rayonnement au même foyer et reliés par des troncs de cône, pour minimiser l'encombrement.
     
    16. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le réflecteur formé à partir de paraboloïdes, est en pro­jection selon son axe de surface rectangulaire.
     
    17. Antenne selon la revendication 16, caractérisé en ce que le réflecteur est en projection suivant son axe de section carrée.
     




    Dessins






















    Rapport de recherche