CA3018003C - Antenne biaxe comportant une premiere partie fixe, une deuxieme partie rotative et un joint tournant - Google Patents

Abstract

Cette antenne (10) comprend une premiere partie (21), une deuxieme partie (22) montee rotative autour d'un premier axe (X) et un joint tournant (23) dispose entre la premiere et la deuxieme parties (21, 22). La deuxieme partie (22) comprend une source rayonnante (43) et un ensemble de reflexion (44) comportant un reflecteur (47) definissant un sommet de reflecteur, un foyer et un deuxieme axe (Y) passant par Ie sommet de reflecteur et Ie foyer. Le joint tournant (23) etant apte a transmettre des signaux electromagnetiques entre la premiere et la deuxieme parties (21, 22) via au moins une voie de transmission. La premiere et la deuxieme parties (21, 22) sont disposees de sorte qu'en toute position de la deuxieme partie (22) et de I'ensemble de reflexion (44), le premier axe (X) soit perpendiculaire au deuxieme axe (Y).

Description

Antenne biaxe comportant une premiere partie fixe, une deuxieme partie rotative et un joint tournant La presente invention concerne une antenne biaxe comportant une premiere partie 5 fixe, une deuxieme partie rotative et un joint tournant. Contexte Une telle antenne presente une grande agilite de pointage en azimut et en elevation, et est notamment utilisable dans Ie domaine spatial. Plus particulierement, elle 10 peut etre montee sur des satellites presentant une surface exterieure reduite tout en assurant la reception et remission des signaux electromagnetiques pour une large bande passante. On connait deja des antennes analogues dans I’etat de l’art. Ainsi, par exemple, Ie document FR 3 029 018 decrit une antenne biaxe 15 comportant une partie fixe installee sur une embase et une partie rotative montee sur cette partie fixe. L’antenne comporte en outre un premier actionneur permettant a la partie rotative de tourner autour d’un premier axe de rotation perpendiculaire a I’embase pour modifier l’angle d'azimut de l’antenne. Les parties fixe et rotative de cette antenne sont raccordees par un dispositif de 20 raccordement dispose entre elles Ie long du premier axe de rotation et permettant de transmettre des signaux electromagnetiques entre ces parties. En particulier, ce dispositif de raccordement est compose d’un joint tournant et de deux excitateurs disposes de part et d’autre du joint tournant et permettant d’elaborer des ondes radiofrequence soit dans Ie mode electromagnetique fondamental a polarisation 25 circulaire soit dans Ie mode electromagnetique a symetrie de revolution. Le joint tournant forme un guide d’onde a section circulaire permettant notamment la propagation de deux signaux electromagnetiques en polarisation croisee entre les deux excitateurs. La partie rotative de cette antenne comporte notamment un ensemble de reflexion 30 compose d’un reflecteur et d’un miroir disposes I’un en regard de I’autre pour diriger des signaux electromagnetiques emis par une source rayonnante dans un domaine de visibilite de l’antenne ou pour recevoir des signaux electromagnetiques issus de ce domaine. La source rayonnante est connectee au module de raccordement via notamment un excitateur. CA 3018003 2018-09-195 10 15 20 25 30 35 CA 3018003 2018-09-19 2 En outre, la partie rotative definit un deuxieme axe de rotation et comprend un deuxieme actionneur apte a tourner par exemple Ie miroir autour de ce deuxieme axe de rotation pour modifier I’angle d’inclinaison de ce miroir par rapport au reflecteur. Ainsi, Ie pointage d’une telle antenne selon un angle d’azimut et un angle d’elevation donnes, s’effectue en actionnant de maniere appropriee Ie premier et Ie deuxieme actionneurs. Toutefois, I’architecture de cette antenne biaxe n’est pas completement satisfaisante. En particulier, cette antenne ne permet pas de recevoir et d'emettre des signaux electromagnetiques avec une bande passante de largeur superieure a 1 GHz sans degradation importante des performances de I’antenne. Sommaire La presente invention a pour but de proposer une antenne permettant de recevoir et d’emettre des signaux electromagnetiques avec une bande passante de largeur sensiblement egale a 3 GHz tout en assurant des bonnes performances de cette antenne. A cet effet, I’invention a pour objet une antenne biaxe comprenant une premiere partie destinee a etre fixee sur une embase definissant un plan d’embase, une deuxieme partie montee rotative autour d’un premier axe, sur la premiere partie, et un joint tournant dispose entre la premiere et la deuxieme parties ; la deuxieme partie comprenant une source rayonnante apte a emettre et a recevoir des signaux electromagnetiques ; un ensemble de reflexion comportant un reflecteur dispose en regard de la source rayonnante et un miroir dispose autour de la source rayonnante et relie au reflecteur de maniere inclinee par rapport a celui-ci, Ie reflecteur definissant un sommet de reflecteur, un foyer et un deuxieme axe passant par Ie sommet de reflecteur et Ie foyer, I’ensemble de reflexion etant rotatif autour du deuxieme axe. Le joint tournant est apte a transmettre les signaux electromagnetiques entre la premiere et la deuxieme parties via au moins une voie de transmission comprise dans un plan de transmission sensiblement perpendiculaire au premier axe. La premiere et la deuxieme parties sont disposees de sorte qu’en toute position de la deuxieme partie et de I’ensemble de reflexion, le premier axe soit sensiblement perpendiculaire au deuxieme axe. Suivant d’autres aspects avantageux de I’invention, I’antenne biaxe comprend une ou plusieurs des caracteristiques suivantes, prise(s) isolement ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - le premier axe est parallele au plan d’embase ;5 10 15 20 25 30 35 CA 3018003 2018-09-19 3 - I’angle forme entre Ie deuxieme axe et Ie plan d’embase correspond a un angle d’elevation de I’antenne, la rotation de la deuxieme partie autour du premier axe modifiant I’angle d’elevation de I’antenne ; - Ie miroir de I’ensemble de reflexion est un miroir de forme adaptee en fonction de la mission de I’antenne et de preference, est un miroir plat ; - Ie joint tournant est apte a transmettre des signaux electromagnetiques entre la premiere et la deuxieme parties via au moins deux voies de transmission distinctes et separees I'une de I’autre par des moyens de delimitation des signaux electromagnetiques, les deux voies etant comprises dans Ie plan de transmission ; - I’une des voies de transmission est destinee a transmettre des signaux electromagnetiques repus par la source rayonnante et I’autre voie de transmission est destinee a transmettre des signaux electromagnetiques pour emission par la source rayonnante ; - Ie joint tournant comprend un stator fixe a la premiere partie et un rotor fixe a la deuxieme partie de I’antenne et dispose au moins en partie, en regard du stator sans contact avec celui-ci ; - Ie plan de transmission est compris entre Ie stator et Ie rotor ; - Ie stator et Ie rotor presentent des formes analogues d’un secteur d’anneau de centre dispose sur Ie premier axe ; - la ou chaque voie de transmission s’etend selon une direction circonferentielle definie par rapport au premier axe ; et - un excitateur unique dispose dans la deuxieme partie et raccorde d’une part a la source rayonnante et de I’autre part, au joint tournant, par des guides d’onde ou des cables coaxiaux. L’invention a egalement pour objet un joint tournant pour une antenne rotative comportant une premiere partie et une deuxieme partie rotative par rapport a la premiere partie, Ie joint tournant etant destine a raccorder la premiere et la deuxieme parties de I’antenne et a transmettre des signaux electromagnetiques entre ces parties, presentant une forme d’un secteur d’anneau avec une ouverture variable et definissant un axe de rotation passant par Ie centre d’anneau, une pluralite de directions radiales s’etendant a partir du centre d’anneau vers sa peripherie et une pluralite de directions circonferentielles s’etendant suivant des cercles concentriques disposes autour de I’axe de rotation. Le joint tournant comporte un stator destine a etre fixe sur la premiere partie de I’antenne et definissant une surface de transmission des signaux electromagnetiques, perpendiculaire a I’axe de rotation ; et un rotor destine a etre fixe sur la deuxieme partie5 10 15 20 25 30 35 CA 3018003 2018-09-19 4 de I’antenne et definissant une surface de transmission des signaux electromagnetiques, perpendiculaire a I’axe de rotation. L’une des surfaces de transmission comprend des moyens principaux de delimitation des signaux electromagnetiques et I’autre comprenant des moyens complementaires de delimitation des signaux electromagnetiques. Le rotor est monte rotatif par rapport au stator autour de I’axe de rotation de sorte qu’en toute position du rotor, au moins une partie de la surface de transmission du rotor soit disposee en regard d’au moins une partie de la surface de transmission du stator. En toute position du rotor, les parties en regard des surfaces de transmission du rotor et du stator forment entre elles au moins une voie de transmission des signaux electromagnetiques, la voie de transmission etant delimitee par les moyens principaux et complementaires de delimitation et s’etendant selon une direction circonferentielle. Suivant d’autres aspects, le joint comprend une ou plusieurs des caracteristiques suivantes, prise(s) isolement ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - en toute position du rotor, les parties en regard des surfaces de transmission du rotor et du stator forment entre elles au moins deux voies de transmission des signaux electromagnetiques, dites voies circonferentielles, les voies circonferentielles etant delimitees par les moyens principaux et complementaires de delimitation et s’etendant selon une meme direction circonferentielle ; - en toute position du rotor, les parties en regard des surfaces de transmission du rotor et du stator forment entre elles au moins deux voies de transmission des signaux electromagnetiques, dites voies radiales, les voies radiales etant delimitees par les moyens principaux et complementaires de delimitation et s’etendant selon des directions circonferentielles differentes ; - la voie radiale s’etendant suivant la direction circonferentielle plus proche a I’axe de rotation que la direction circonferentielle de I’autre voie radiale ou de chaque autre voie radiale, est destinee a transmettre des signaux electromagnetiques re?us par I’antenne ; et - la voie radiale s’etendant suivant la direction circonferentielle plus ecartee de I’axe de rotation que la direction circonferentielle de I’autre voie radiale et de chaque autre voie radiale, est destin6e 6 transmettre des signaux electromagnetiques pour Emission par I’antenne ; - les moyens principaux de delimitation font saillie par rapport a la surface de transmission correspondante pour former au moins un canal de transmission s’etendant5 10 15 20 25 30 35 CA 3018003 2018-09-19 5 suivant une direction circonferentielle et delimite par ces moyens de delimitation selon chaque direction radiale et circonferentielle passant par ce canal ; - les moyens complementaires de delimitation font saillie par rapport a la surface de transmission correspondante et sont requs dans Ie ou chaque canal de transmission de manure mobile pour delimiter I’etendue circonferentielle de ce canal en fonction de la position du rotor ; - la ou chaque voie de transmission etant formee par une portion delimits par les moyens complementaires de delimitation du canal de transmission ou de I’un des canaux de transmission ; - Ies voies circonferentielles sont formees par des portions adjacentes d’un meme canal de transmission divise par les moyens complementaires de delimitation ; - pour Ie ou chaque canal de transmission, la surface de transmission du stator definit au moins une ouverture disposee sur I’une des extremites de ce canal ; - pour la ou chaque ouverture de la surface de transmission du stator, la surface de transmission du rotor definit une ouverture disposee sur la meme direction circonferentielle que cette ouverture de la surface de transmission du stator ; - la ou chaque voie de transmission s’etendant entre I’ouverture ou I’une des ouvertures de la surface de transmission du stator et I’ouverture de la surface de transmission du rotor lui correspondant ; - les moyens principaux et complementaires de delimitation se presentent sous la forme d’une pluralite de plots espaces I’un de I’autre ; - les plots des moyens principaux de delimitation sont distribues sur la surface de transmission correspondante suivant plusieurs directions circonferentielles et plusieurs directions radiales ; et - les surfaces de transmission du rotor et du stator sont ecartees I’une de I’autre suivant I’axe de rotation sans former des points de contact. Breve description des dessins Ces caracteristiques et avantages de I’invention apparaitront a la lecture de la description qui va suivre, donnee uniquement a titre d’exemple non limitatif, et faite en reference aux dessins annexes, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schematique en perspective d’une antenne biaxe selon I’invention, I’antenne formant une chaine radiofrequence ; - la figure 2 est une vue schematique en perspective de la chaine radiofrequence de la figure 1, la chaine radiofrequence comportant un joint tournant comportant un stator et un rotor ;5 10 15 20 25 30 35 CA 3018003 2018-09-19 6 - la figure 3 est une vue schematique en perspective eclatee de la chaine radiofrequence de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue schematique en perspective du rotor de la figure 2 ; - la figure 5 est une vue schematique en perspective du stator de la figure 2 ; et - la figure 6 est une vue schematique expliquant la cinetique de I’antenne de la figure 1. Description detaillee Dans la suite de la description, par I’expression « sensiblement egal a », on entend une relation d’equivalence avec une erreur relative inferieure a 10%. L'antenne 10 de la figure 1 est notamment utilisable dans Ie domaine spatial pour recevoir et emettre des signaux electromagnetiques dans la bande Ka en bipolarisation. Ces signaux electromagnetiques presentent done des ondes radioelectriques. L’antenne 10 forme une chaine radiofrequence 11 composee de quatre voies de transmission des signaux electromagnetiques parmi lesquelles deux voies sont des voies de reception, e’est-a-dire voies de type Rx, et les deux autres voies sont des voies d’emission, e’est-a-dire voies de type Tx. L’antenne 10 est par exemple montee sur une surface externe d’un satellite (nonillustre) dispose sur une orbite terrestre basse par exemple. Une telle surface externe comprend une embase comportant des moyens de fixation mecanique et des moyens de raccordement electromagnetique de l’antenne 10 au satellite. Les moyens de fixation mecanique permettent de fixer mecaniquement l’antenne 10 a I’embase. Les moyens de raccordement electromagnetique permettent d’assurer la transmission de I’ensemble des signaux electromagnetiques entre l’antenne 10 et Ie satellite comme par exemple des signaux regus par l’antenne 10, des signaux destines a remission par l’antenne 10 ainsi que des signaux d’alimentation electrique de l’antenne 10. De maniere gen&rale, les moyens de raccordement mecanique et les moyens de raccordement electromagnetique sont connus en tant que tels et ne seront pas detailles par la suite. L’embase disposee sur la surface externe du satellite presente en outre au moins localement un plan d’embase 12 visible sur la figure 1. Selon d’autres modes de realisation, I’embase presente toute autre forme adaptee pour fixer l’antenne 10 de maniere connue en soi. Dans ce cas, par plan d’embase, on5 10 15 20 25 30 35 CA 3018003 2018-09-19 7 entend un plan forme par trois points de contact quelconques de I’antenne 10 avec I’embase. En reference a la figure 1, I’antenne 10 comprend une premiere partie 21 destinee a etre fixee sur I’embase, une deuxieme partie 22 montee rotative autour d’un premier axe X, sur la premiere partie 21, et un joint tournant 23 dispose entre la premiere et la deuxieme parties 21, 22. La premiere partie 21 comprend un support d'antenne 30, un support rotatif 31, un premier actionneur (non-visible sur la figure 1) et des premiers moyens de guidage 36 (representes schematiquement par un parallelepipede sur la figure 1) raccordant I’antenne 10 aux moyens de raccordement electromagnetique de I’antenne 10. Le support d’antenne 30 presente une structure mecanique necessaire pour supporter I’ensemble des composants de I’antenne 10. De plus, le support d’antenne 30 permet la fixation de I’antenne 10 a I’embase et notamment au plan d’embase 12 via les moyens de fixation mecanique mentionnes precedemment. Le support rotatif 31 presente un raccordement mecanique de la deuxieme partie 22 de I’antenne 10 a la premiere partie 21. Ainsi, par exemple, le support rotatif presente un arbre rotatif par rapport a la premiere partie 21 et solidaire avec la deuxieme partie 22. Cet arbre est dispose suivant le premier axe X. Le premier actionneur est apte a animer le support rotatif 31 d’un mouvement rotatif autour du premier axe X pour faire tourner la deuxieme partie 22 de I’antenne 10 par rapport a cet axe X. En particulier, le premier actionneur presente par exemple un moteur electrique integre dans le support d’antenne 30 et lorsque le support rotatif 31 se presente sous la forme d’un arbre rotatif, apte a animer d’un mouvement rotatif cet arbre. Un tel moteur est connecte aux premiers moyens de guidage 36 pour recevoir des signaux d’alimentation electrique issus du satellite. Ces signaux permettent en particulier d’activer le fonctionnement du moteur pour tourner le support rotatif 31 et pour atteindre un angle d’elevation © souhaite. L’angle d’elevation © de I’antenne 10 correspond en particulier a l’angle forme entre un deuxieme axe Y et le plan d’embase 12. Le deuxieme axe Y est perpendiculaire au premier axe X et £ un troisteme axe Z perpendiculaire au plan d’embase 12. Le premier actionneur est par exemple configure pour faire varier l’angle d’elevation © de I’antenne entre -30° et 30° ou de preference, entre -60° et 60°. La deuxieme partie 22 de I’antenne 10 comprend un deuxieme support rotatif 42, une source rayonnante 43, un ensemble de reflexion 44, un assemblage rotatif 45, un5 10 15 20 25 30 35 CA 3018003 2018-09-19 8 deuxieme actionneur (non-visible sur la figure 1) et des deuxiemes moyens de guidage 46 des signaux electromagnetiques. Le deuxieme support rotatif 42 prSsente une structure mecanique apte a supporter I’ensemble des composants de la deuxieme partie 22 de I’antenne 10. II permet en outre de fixer la deuxieme partie 22 de I’antenne 10 a la premiere partie 21 de maniere rotative autour du premier axe X. Ainsi, par exemple, lorsque le premier support rotatif 31 se pr^sente sous la forme d’un arbre rotatif, le deuxieme support rotatif 42 est solidaire avec cet arbre. La source rayonnante 43 est apte a emettre et a recevoir des signaux electromagnetiques et se presente par exemple sous la forme d’un cornet d’emission et de reception des ondes radioelectriques, connu en soi. Selon un autre exemple de realisation, la source rayonnante 43 se presente sous la forme d’une pluralite de cornets d’emission et/ou de reception des ondes radioelectriques. La source rayonnante 43 est montee de maniere fixe sur le deuxieme support rotatif 42 et est dirigee selon le deuxieme axe Y. Lorsque la source rayonnante 43 se presente sous la forme d’un cornet unique, ce cornet est done dirige selon le deuxieme axe Y. Lorsque la source rayonnante 43 se presente sous la forme d’une pluralite de comets, la maximisation de I’efficacite de I’antenne impose que les cornets soient diriges vers le centre d’un reflecteur 47 de I’ensemble de reflexion 44. Cependant, pour des questions de cout de la solution, les cornets pourront etre diriges selon le deuxieme axe Y. Outre le reflecteur 47, I’ensemble de reflexion 44 comporte un miroir 48 dispose autour de la source rayonnante 43 et des moyens de fixation 49. Le reflecteur 47, connu en soi, est dispose en regard de la source rayonnante 43 et presente par exemple une forme parabolique symetrique definissant un sommet de reflecteur S et un foyer F qui sont visibles sur la figure 1. Le sommet de reflecteur S presente par exemple le point de symetrie du reflecteur 47. Par ailleurs, le sommet de reflecteur S et le foyer F sont disposes sur le deuxieme axe Y. Le miroir 48 est par exemple un miroir plat de forme d’anneau au centre duquel est disposee la source rayonnante 43. Dans ce cas, le miroir 48 d^finit un plan de miroir et est dispose de sorte que le premier axe X soit parallels au plan de miroir ou compris dans celui-ci. Les moyens de fixation 49 permettent d’une part de fixer le miroir 48 a I’assemblage rotatif 45 et de I’autre part, le reflecteur 47 au miroir 48.5 10 15 20 25 30 35 CA 3018003 2018-09-19 9 Notamment, entre Ie reflecteur 47 et Ie miroir 48, les moyens de fixation 49 se presentent sous la forme d'une pluralite de bracons disposes selon differents niveaux par rapport au deuxieme axe Y. Ainsi, dans I’exemple de la figure 1, deux bracons sont disposes parallelement I’un a I’autre dans la partie de I’ensemble reflexion 44 presentant la plus courte distance entre Ie reflecteur 47 et Ie miroir 48, et deux bracons sont disposes parallelement I’un a I’autre dans la partie de I’ensemble reflexion 44 presentant la moitie de la plus longue distance entre Ie reflecteur 47 et Ie miroir 48. Un axe perpendiculaire au plan forme par ces deux derniers bracons et passant par Ie centre du miroir 48 sera designe par la suite par axe d'inclinaison A de I’ensemble de reflexion 44. L’ensemble de reflexion 44 et notamment Ie miroir 48 dispose de maniere fixe par rapport au reflecteur 47, definissent un axe de propagation Pr des signaux electromagnetiques. En particulier, I’axe de propagation Pr correspond a la direction selon laquelle I’ensemble de reflexion 44 est apte a transmettre des signaux electromagnetiques emis par la source rayonnante 43 et selon laquelle I’ensemble de reflexion 44 est apte a recevoir des signaux electromagnetiques pour les transmettre a la source rayonnante 43. Dans I’exemple decrit, I’axe de propagation Pr est perpendiculaire au deuxieme axe Y. Par ailleurs, dans la position de I’ensemble de reflexion 44 representee sur la figure 1, I’axe de propagation Pr est parallele au troisieme axe Z et Ie plan forme par I’axe de propagation Pr et Ie deuxieme axe Y est perpendiculaire au premier axe X. L’assemblage rotatif 45 est monte rotatif sur Ie deuxieme support rotatif 42, autour du deuxieme axe et est solidaire avec les moyens de fixation 49 de I’ensemble de reflexion 44. Ainsi, la rotation de (’assemblage rotatif 45 autour du deuxieme axe Y entraine la rotation de I’ensemble de reflexion 44 autour de la source rayonnante 43. Le deuxieme actionneur est par exemple integre dans Ie deuxieme support rotatif 42 et est relie a l’assemblage rotatif 45 pour animer cet assemblage d’un mouvement de rotation. Le deuxieme actionneur est par exemple sensiblement analogue au premier actionneur et se presente notamment sous la forme d’un moteur electrique. Ce moteur est alors relie a un arbre rotatif compris dans l’assemblage rotatif 45. Tout comme le premier actionneur, le deuxieme actionneur est alimente par des signaux d’alimentation dlectrique issus du satellite permettant d’activer son fonctionnement pour atteindre un angle d’inclinaison a de I’ensemble de reflexion 44 souhaite. L'angle d’inclinaison a de I’ensemble de reflexion 44 correspond a I'angle forme entre I’axe d’inclinaison A (visible notamment sur la figure 6) de I’ensemble de reflexion 44 et le troisieme axe Z.5 10 15 20 25 30 35 CA 3018003 2018-09-19 10 Le deuxieme actionneur est par example configure pour faire varier I’angle d'inclinaison a de I’ensemble de reflexion 44 entre -30° et 30°ou de preference, entre -60° et 60°. Les premiers et les deuxiemes moyens de guidages 36, 46 permettent de guider des signaux electromagnetiques au sein de I’antenne 10. Ces moyens seront expliques plus en detail en reference aux figures 2 et 3 illustrant respectivement une vue en perspective et une vue en perspective eclatee de la chaine radiofrEquence 11. Par chaine radiofrEquence, on entend I’ensemble des composants de la premiEre et de la deuxieme parties 21, 22 de I’antenne 10 participant dans la transmission des signaux electromagnetiques au sein de I’antenne 10. En effet, comme cela est illustre sur ces figures, la chaine radiofrequence 11 est composEe de la source rayonnante 43, des deuxiemes moyens de guidage 46, du joint tournant 23 et des premiers moyens de guidage 36. Les premiers moyens de guidage 36 permettent de connecter les moyens de raccordement ElectromagnEtique du satellite au joint tournant 23 et les deuxiemes moyens de guidage 46 permettent de connecter le joint tournant 23 a la source rayonnante 43. En particulier, les premiers moyens de guidage 36 presentent quatre voies de transmission formes de guides d’onde ou/et de cables coaxiaux qui sont coudes de maniere appropriee en fonction de la disposition des moyens de raccordement electromagnetique du satellite et du joint tournant 23. Chaque voie de transmission des premiers moyens de guidage 36 est une voie d’acces radiofrequence au joint tournant 23. Dans I’exemple de realisation de la figure 1, deux voies permettent de realiser la transmission des signaux electromagnetiques pour deux polarisations orthogonales et les deux autres voies permettent de realiser la reception des signaux electromagnetiques pour deux polarisations orthogonales. Les deuxiemes moyens de guidage 46 presentent quatre voies de transmission formes de guides d’onde ou/et de cables coaxiaux qui sont coudes de maniere appropriee en fonction de la disposition du joint tournant 23 et de la source rayonnante 43. Plus particulierement, dans I’exemple de realisation des figures 2 et 3, ces guides d’ondes et/ou ces c&bles sont coudees de sorte que les signaux Electromagnetiques regus par la source rayonnante 43 selon le deuxieme axe Y soient propages vers le joint tournant 23 selon des axes paralleles au premier axe X et que les signaux electromagnetiques issus du joint tournant 23 selon des axes paralleles au premier axe X soient propages selon le deuxieme axe Y dans la source rayonnante 43.5 10 15 20 25 30 35 CA 3018003 2018-09-19 11 Comme dans Ie cas precedent, deux votes de transmission des deuxiemes moyens de guidage 46 permettent de realiser la transmission des signaux electromagnetiques pour deux polarisations orthogonales et les deux autres voies permettent de realiser la reception des signaux electromagnetiques pour deux polarisations orthogonales. En outre, dans Ie point de raccordement des deuxiemes moyens de guidage 46 a la source rayonnante 43, ces moyens comportent un excitateur apte £ renforcer et/ou a polariser les signaux electromagnetiques passant par les voies de transmission correspondantes, selon des methodes connues en soi. En particulier, I’excitateur permet a la fois de generer la polarisation souhaitee pour la transmission et de recevoir la polarisation souhaitee en reception. Dans Ie cas d’une pluralite de cornets, les deuxiemes moyens de guidage 46 comportent autant d’excitateurs que de cornets necessaires a la realisation de la mission de I’antenne 10. Le joint tournant 23 comporte un stator 51, un rotor 52, un capot de stator 53 et un capot de rotor 54. Le joint tournant 23 presente une forme d’un secteur d’anneau de centre dispose sur un axe de rotation defini par le joint qui coincide avec le premier axe X. Ce secteur presente un angle d’ouverture variable en fonction de la position du rotor 52 par rapport au stator 51 & varie par exemple entre sensiblement 160° dans une position d’ouverture minimale et sensiblement 220° dans deux positions d’ouverture maximale. En outre, ce secteur definit une pluralite de directions radiales s’etendant a partir du centre d’anneau vers sa peripherie et une pluralite de directions circonferentielles s’etendant suivant des cercles concentriques disposes autour du premier axe X. Ainsi, chaque direction radiale et chaque direction circonferentielle sont situees dans un plan perpendiculaire au premier axe X et, dans I’exemple de realisation de la figure 1, perpendiculaire au plan d’embase 12. Le rotor 52 et le capot de rotor 54 sont fixes a la deuxteme partie 22 de I’antenne 10 et notamment au deuxieme support tournant 42. Le stator 51 et le capot de stator 53 sont fixes a la premiere partie 21 de I’antenne 10 et notamment au support d'antenne 30. Ainsi, lors de la rotation de la deuxidme partie 22 de I’antenne 10 par rapport d la premiere partie 21, le rotor 52 tourne par rapport au premier axe X sans entrer en contact avec le stator 51. Cette rotation fait alors varier la valeur d'angle I’ouverture du joint tournant 23. Le rotor 52 et le stator 51 seront expliques par la suite en detail en reference respectivement aux figures 4 et 5.5 10 15 20 25 30 35 CA 3018003 2018-09-19 12 Ainsi, en reference a la figure 5, Ie stator 51 presente une forme d’un secteur d’anneau d’ouverture constante et de centre dispose sur Ie premier axe X. L’angle d’ouverture de ce secteur est par exemple sensiblement egal a 160°. Le stator 51 est fait par exemple d’une seule piece d’un materiau conducteur. Le stator 51 comporte une surface de transmission 61 disposee en regard du rotor 52 et une surface de fixation 62 couverte par le capot de stator 53. La surface de transmission 61 comporte des moyens principaux de delimitation 64 des signaux electromagnetiques faisant saillie par rapport a la surface de transmission 61 et formant deux canaux de transmission 65A et 65B des signaux electromagnetiques. Chacun de ces canaux de transmission 65A, 65B s’etend selon une direction circonferentielle 66A, 66B et est delimite par les moyens 64 selon chaque direction radiale et circonferentielle passant par ce canal. La largeur de chacun de ces canaux 65A, 65B, c’est-a-dire son etendue selon chaque direction radiale, est par exemple sensiblement egale a 7 mm. Dans I’exemple de realisation de la figure 5, le canal de transmission 65A s'etendant selon la direction circonferentielle 66A plus ecartee du premier axe X que la direction circonferentielle 66B, est destine a transmettre des signaux electromagnetiques pour emission par I’antenne 10, c’est-a-dire les signaux de type Tx. Le canal de transmission 65B s’etendant selon la direction circonferentielle 66B plus proche du premier axe X que la direction circonferentielle 66A, est destine a transmettre des signaux electromagnetiques repus par I’antenne 10, c’est-a-dire les signaux de type Rx. Les moyens principaux de delimitation 64 se presentent sous la forme d’une pluralite de plots espaces I’un de I’autre de maniere homogene. Ces plots ont par exemple une forme cylindrique de diametre compris entre 1,5 mm et 2,5 mm. Les plots delimitant le meme canal de transmission 65A, 65B sont de memes dimensions et sont distribues sur la surface de transmission 61 suivant plusieurs directions circonferentielles de part et d’autre du canal de transmission correspondant et a chaque extremite de ce canal suivant plusieurs directions radiales. Ainsi, dans I’exemple de la figure 5, les plots associes au canal de transmission 65A sont distribues selon trois directions circonferentielles de part et d’autre du canal 65A et selon trois directions radiales a chaque extremity de ce canal. Pour des raisons de simplicity, sur la figure 5, uniquement une direction circonferentielle 67A, 67B de chaque cote du canal 65A et une direction radiale 68A, 68B & chaque extremite de ce canal, sont illustrees.5 10 15 20 25 30 35 CA 3018003 2018-09-19 13 De maniere analogue, les plots associes au canal de transmission 65B sont distribues selon trois directions circonferentielles de part et d’autre du canal 65B et selon trois directions radiales a chaque extremite de ce canal. Pour des raisons de simplicite, sur la figure 5, uniquement une direction circonferentielle 67C, 67D de chaque cote du canal 65B et une direction radiale 68C, 68D a chaque extremite de ce canal, sont illustrees. Le pas d’espacement de deux plots voisins suivant la direction circonferentielle ou radiale correspondante est par exemple egal sensiblement a 3,5 mm. Par ailleurs, sur cette meme figure, la hauteur des plots associes au canal de transmission 65A, c’est-a-dire au canal pour les signaux de type Tx, est sensiblement superieure a la hauteur des plots associes au canal de transmission 65B, c’est-a-dire au canal pour les signaux de type Rx. Ainsi, la hauteur des plots associes au canal de transmission 65A est par exemple sensiblement egale a 3 mm et la hauteur des plots associes au canal de transmission 65B est par exemple sensiblement egale a 2 mm. A I’extremite de chaque canal de transmission 65A, 65B, la surface de transmission 61 definit une ouverture 71 a 74 debuchant respectivement sur un guide d’onde 75 a 78 forme entre la surface de fixation 62 et le capot de stator 53. Chaque guide d’onde 75 a 78 s’etend done dans un plan perpendiculaire au premier axe X et est coude de maniere appropriee pour raccorder la voie de transmission correspondante aux premiers moyens de guidage 36. En reference a la figure 4, le rotor 52 presente une forme d’un secteur d’anneau d’ouverture constante sensiblement analogue a celle du stator 51. Comme dans le cas precedent, I’ouverture de ce secteur est par exemple sensiblement egale a 160° et le centre de ce secteur est dispose sur le premier axe X. Tout comme le stator 51, le rotor 52 est fait par exemple d’une seule piece d’un materiau conducteur et comporte une surface de transmission 81 et une surface de fixation 82 couverte par le capot de rotor 54. Dans la position d’ouverture minimale du joint tournant 23, la surface de transmission 81 du rotor 52 est disposee sensiblement entierement en regard de la surface de transmission 61 du stator 51. Dans toute autre position du joint tournant 23, une partie de la surface de transmission 81 du rotor 52 est disposee en regard d’une partie de la surface de transmission 61 du stator 51. Par ailleurs, dans chacune des positions d’ouverture maximale, la surface des parties en regard est minimale. La premiere position d’ouverture maximale est obtenue en faisant tourner le rotor 52 autour du premier axe X dans le sens antihoraire. La deuxieme position d’ouverture5 10 15 20 25 30 35 CA 3018003 2018-09-19 14 maximale est obtenue en faisant tourner Ie rotor 52 autour du premier axe X dans Ie sens horaire. Dans toute position du rotor 52 par rapport au stator 51, la surface de transmission 81 du rotor 52 est ecartee de la surface de transmission 61 du stator 51 selon Ie premier axe X, d’une valeur d’ecartement egale par exemple sensiblement a 0,5 mm. Les surfaces de transmission 61, 81 torment entre elles un plan de transmission des signaux electromagnetiques. Ce plan est perpendiculaire au premier axe X et comprend en toute position du rotor 52 par rapport au stator 51 quatre voies de transmission des signaux electromagnetiques comme cela sera explique par la suite. La surface de transmission 81 du rotor 52 comprend deux surfaces planes 83A, 83B et des moyens complementaires de delimitation 84 des signaux electromagnetiques. Chaque surface plane 83A, 83B est associee a I’un des canaux de transmission 65A, 65B du stator 51 et est destinee a couvrir entierement ce canal 65A, 65B avec les moyens principaux de delimitation 64 associes a ce canal 65A, 65B, lorsque Ie joint tournant 23 se trouve dans la position d’ouverture minimale. Ainsi, chaque surface plane 83A, 83B presente une forme circonferentielle. Les surfaces planes 83A, 83B sont disposees de maniere etagee. Ainsi, dans I’exemple de la figure 4, la surface plane 83B moins ecartee du premier axe X fait saillie par rapport a la surface plane 83A d’une valeur sensiblement egale a la differences des hauteurs des plots associes au canal de transmission 65A et ceux associes au canal de transmission 65B. Les moyens complementaires de delimitation 84 des signaux electromagnetiques sont disposes sur chacune des surfaces planes 83A, 83B et font saillie par rapport a cette surface 83A, 83B. Les moyens complementaires de delimitation 84 disposes sur la surface plane 83A sont re?us dans Ie canal de transmission 65A de maniere mobile avec la rotation du rotor 52 de sorte qu’en toute position du rotor 52 par rapport au stator 51, ces moyens divisent Ie canal de transmission correspondant en deux voies de transmission circonferentielles complementaires. De maniere analogue, les moyens complementaires de delimitation 84 disposes sur la surface plane 83B sont repus dans Ie canal de transmission 65B de manidre mobile avec la rotation du rotor 52 de sorte qu’en toute position du rotor 52 par rapport au stator 51, ces moyens divisent Ie canal de transmission correspondant en deux voies de transmission circonferentielles complementaires. Les moyens complementaires de delimitation 84 se presentent sous la forme d’une pluralite de plots disposes selon plusieurs directions radiales de part et d’autre5 10 15 20 25 30 CA 3018003 2018-09-19 15 d’une direction radiale centrale 86 de la surface de transmission 81 et eventuellement, selon cette-meme direction radiale centrale 86. Par direction radiale centrale, on entend la direction radiale passant par Ie milieu du secteur du rotor 52, c’est-a-dire la direction radiale divisant la surface de transmission 81 en deux parties sensiblement equivalentes. Ainsi, dans I’exemple de realisation de figure 4, les plots sont disposes selon la direction radiale centrale 86 et selon deux autres directions radiales disposees de chaque c6te de la direction radiale centrale. Les plots disposes sur la surface plane 83A sont analogues aux plots associes au canal de transmission 65A et les plots disposes sur la surface plane 83B sont analogues aux plots associes au canal de transmission 65B. Chaque surface plane 83A, 83B definit deux ouvertures 91 a 94 disposees de part et d’autre de la direction radiale centrale 86. Chacune de ces ouvertures 91 a 94 est adjacente aux moyens complementaires de delimitation 84 de sorte qu’en toute position du rotor 52 par rapport au stator 51, elle debouche d’un cote sur I’un des canaux de transmission 65A, 65B et de I’autre cote, sur un guide d'onde 95 a 98 forme entre la surface de fixation 82 et Ie capot de rotor 54. Chaque guide d’onde 95 a 98 s’etend done dans un plan perpendiculaire au premier axe X et est coude de maniere appropriee par raccorder la voie de transmission correspondante aux deuxiemes moyens de guidage 46. Ainsi, la cooperation du rotor 52 avec Ie stator 51 forme en toute position du rotor 52 par rapport au stator 51 quatre voies de transmission des signaux electromagnetiques entre la premiere partie 21 de I’antenne 10 et la deuxieme partie 22. Parmi ces voies de transmission, la voie formee entre les ouvertures 71 et 91 et la voie formee entre les ouvertures 74 et 94 sont destinees a transmettre les signaux electromagnetiques pour emission via la source rayonnante 43. La voie formee entre les ouvertures 72 et 92 et la voie formee entre les ouvertures 73 et 93 sont destinees a transmettre les signaux electromagnetiques regus par la source rayonnante 43. Le fonctionnement de I’antenne 10 et notamment sa cinetique par rapport aux axes X et Y seront desormais expliques en reference a la figure 6. En effet, la figure 6 illustre dans sa partie superieure trois positions differentes de la deuxieme partie 22 par rapport a la premiere partie 21 de I’antenne 10 lors de la rotation de la deuxieme partie 22 par rapport au premier axe qui est alors perpendiculaire au plan de la partie superieure de la figure 6.5 10 15 20 25 30 35 CA 3018003 2018-09-19 16 Dans la position du milieu, I’angle d’elevation © de I’antenne 10 forme entre Ie deuxieme axe Y et Ie plan d’embase 12 est egal a 0°. Le joint tournant 23 se trouve done dans sa position d'ouverture minimale. Lorsqu'il est necessaire de modifier cet angle d’elevation 9, le premier actionneur est alimente par le satellite pour faire tourner la deuxieme partie 22 de I’antenne dans le sens horaire ou antihoraire autour du premier axe X, en fonction du signe des signaux d'alimentation correspondants. Ainsi, dans la position a gauche, la deuxieme partie 22 est tournee autour du premier axe X dans le sens antihoraire pour atteindre I’angle d’elevation 9 sensiblement egal a -30°. Dans cette position, le joint tournant 23 se trouve done dans sa premiere position d’ouverture maximale. Dans la position a droite, la deuxieme partie 22 est tournee autour du premier axe X dans le sens horaire pour atteindre I’angle d’elevation 9 sensiblement egal a 30°. Dans cette position, le joint tournant 23 se trouve done dans sa deuxieme position d’ouverture maximale. Dans sa partie inferieure, la figure 6 illustre trois positions differentes de I’ensemble de reflexion 44 par rapport par exemple a la premiere partie 21 de I’antenne 10 lors de la rotation de I’ensemble de reflexion 44 autour du deuxieme axe Y qui est alors perpendiculaire au plan de la partie inferieure de la figure 6. Dans la position du milieu, I’angle d’inclinaison a forme entre I’axe d’inclinaison A et le troisieme axe Z est egal a 0°. Lorsqu’il est necessaire de modifier cet angle d’inclinaison a, le deuxieme actionneur est alimente par le satellite pour faire tourner I’ensemble de reflexion 44 dans le sens horaire ou antihoraire autour du deuxieme axe Y, en fonction du signe des signaux d’alimentation correspondants. Ainsi, dans la position a gauche, I’ensemble de reflexion 44 est tourne autour du deuxieme axe Y dans le sens antihoraire pour atteindre I’angle d’inclinaison a sensiblement egal a -30°. Dans la position a droite, I’ensemble de reflexion 44 est tourne autour du deuxieme axe Y dans le sens horaire pour atteindre I’angle d’inclinaison a sensiblement egal & 30°. Ainsi, en faisant varier I’angle d’etevation 9 et I’angle d’inclinaison a de maniere appropriee, il est possible d’atteindre une position de pointage souhaite de I’antenne 10 et ceci de maniere particulierement precise. On congoit alors que la presente invention presente un certain nombre d’avantages.17 Tout d’abord, en utilisant Ie joint tournant tel que decrit precedemment, il est possible de recevoir et d'emettre des signaux electromagnetiques avec une bande passante de largeur sensiblement egale a 3 GHz en transmission et a 3 GHz en reception et pour deux polarisations orthogonales en configuration un seul cornet, tout en assurant 5 des bonnes performances de I’antenne. De plus, I’antenne selon I’invention est particulierement simple dans la fabrication et dans I’assemblage car Ie raccordement electromagnStique entre la premiere et la deuxidme parties de cette antenne est assure en utilisant un tres petit nombre de pieces. En particulier, ce raccordement est assure entierement par Ie joint tournant qui peut etre 10 compose uniquement d’un stator et d’un rotor. Finalement, une telle structure du joint tournant est tres peu sensible a des imprecisions de installation de ses differents composants. En effet, la disposition du rotor legerement a I’ecart du stator a pour but d’empecher « I’echappement » des signaux electromagnetiques circulant dans Ie plan de transmission. Ainsi, cet ecart peut etre varie 15 d’une antenne a I’autre sans degradation significative des performances de ces antennes. De plus, etant donne que ce joint tournant est sans contact autour des voies de transmission, il ne limite pas la duree de vie de I’antenne. CA 3018003 2018-09-19

Claims

REVENDICATIONS 1.- Antenne biaxe (10) comprenant une premiere partie (21) destinee a etre fixee sur une embase definissant un plan d’embase (12), une deuxieme partie (22) montee rotative autour d’un premier axe (X), sur la premiere partie (21), et un joint tournant (23) dispose entre la premiere et la deuxieme parties (21, 22) ; la deuxieme partie (22) comprenant : - une source rayonnante (43) apte 6 emettre et a recevoir des signaux electromagnetiques ; - un ensemble de reflexion (44) comportant un reflecteur (47) dispose en regard de la source rayonnante (43) et un miroir (48) dispose autour de la source rayonnante (43) et relie au reflecteur (47) de maniere inclinee par rapport a celui-ci, Ie rdflecteur (47) definissant un sommet de reflecteur, un foyer et un deuxieme axe (Y) passant par Ie sommet de reflecteur et Ie foyer ; I’ensemble de reflexion (44) etant rotatif autour du deuxieme axe (Y) ; Ie joint tournant (23) etant apte a transmettre les signaux electromagnetiques entre la premiere et la deuxieme parties (21, 22) via au moins une voie de transmission comprise dans un plan de transmission sensiblement perpendiculaire au premier axe (X) ; la voie de transmission etant delimitee par des moyens de delimitation des signaux electromagnetiques (64, 84) se presentant sous la forme d’une pluralite de plots espaces I’un de I’autre ; la premiere et la deuxieme parties (21, 22) etant disposees de sorte qu’en toute position de la deuxieme partie (22) et de I’ensemble de reflexion (44), Ie premier axe (X) soit sensiblement perpendiculaire au deuxieme axe (Y). 2,- Antenne (10) selon la revendication 1, dans laquelle Ie premier axe (X) est parallele au plan d’embase (12). 3.- Antenne (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle I’angle forme entre Ie deuxieme axe (Y) et Ie plan d’embase (12) correspond a un angle d’elevation (0) de I’antenne (10), la rotation de la deuxieme partie (22) autour du premier axe (X) modifiant I’angle d’elevation (©) de I’antenne (10). 4,- Antenne (10) selon I’une quelconque des revendications 1 a 3, dans laquelle Ie miroir (48) de I’ensemble de reflexion (44) est un miroir de forme adaptee en fonction d’une mission de I’antenne (10).5 10 15 20 25 30 35 CA 3018003 2018-09-19 19 5,- Antenne (10) selon la revendication 4, dans laquelle Ie miroir (48) de I'ensemble de reflexion (44) est un miroir plat. 6,- Antenne (10) selon I’une quelconque des revendications 1 a 5, dans laquelle Ie joint tournant (23) est apte a transmettre des signaux electromagnetiques entre la premiere et la deuxieme parties (21, 22) via au moins deux voies de transmission distinctes et separ&es I’une de I’autre par les moyens de delimitation des signaux electromagnetiques (64, 84), les deux voies etant comprises dans Ie plan de transmission. 7.- Antenne (10) selon la revendication 6, dans laquelle I’une des voies de transmission est destinee a transmettre des signaux electromagnetiques regus par la source rayonnante (44) et I’autre voie de transmission est destinee a transmettre des signaux electromagnetiques pour emission par la source rayonnante (44). 8,- Antenne (10) selon I’une quelconque des revendications 1 a 7, dans laquelle Ie joint tournant (23) comprend un stator (51) fixe a la premiere partie (21) et un rotor (52) fixe a la deuxieme partie (22) de I'antenne (10) et dispose au moins en partie, en regard du stator (51) sans contact avec celui-ci. 9.- Antenne (10) selon la revendication 8, dans laquelle Ie plan de transmission est compris entre Ie stator (51) et Ie rotor (52). 10.- Antenne (10) selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle Ie stator (51) et Ie rotor (52) presentent des formes analogues d’un secteur d’anneau de centre dispose sur Ie premier axe (X). 11,- Antenne (10) selon I’une quelconque des revendications 1 a 10, dans laquelle la ou chaque voie de transmission s’etend selon une direction circonferentielle definie par rapport au premier axe (X). 12,- Antenne (10) selon I’une quelconque des revendications 1 a 11, comportant en outre un excitateur unique dispose dans la deuxieme partie (22) et raccorde d’une part a la source rayonnante (43) et de I’autre part, au joint tournant (23), par des guides d’onde ou des cables coaxiaux.