EP3900105B1

EP3900105B1 - Combineur hybride e/h ultracompact notamment pour antenne mfb mono-reflecteur

Info

Publication number: EP3900105B1
Application number: EP19812787.0A
Authority: EP
Inventors: Pierre Bosshard; Fabien NUSBAUM; Nicolas Ferrando
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2025-08-06
Anticipated expiration: 2039-12-03
Also published as: EP3900105A1; EP3900105B8; ES3043061T3; CA3123987A1; US12148978B2; FR3090219B1; FR3090219A1; US20220069470A1; WO2020126477A1

Description

L'invention se rapporte au domaine général des satellites de communication et en particulier aux antennes multifaisceaux équipant ces satellites.
L'invention se rapporte plus précisément à la formation des faisceaux d'antenne dans le cadre de l'utilisation d'antennes MFB (ou antennes "Multi Feed per Beam" selon la dénomination anglo-saxonne).
Dans le contexte du développement des satellites de communication actuels et futurs, tels que les satellites Ka multifaisceaux V-HT, les couvertures géographiques visées sont de plus en plus étendues. En outre, le nombre d'utilisateurs et donc la capacité demandée à ces satellites étant sans cesse croissant, il existe un besoin de plus en plus pressant de disposer d'antennes capables de rayonner plusieurs centaines de faisceau, typiquement un nombre de faisceaux supérieur à cinq cents.
Il existe, par ailleurs, un besoin de disposer d'antennes capables de couvrir des zones géographique avec une résolution fine (spots de petites dimensions) c'est-à-dire capable de former des faisceaux de faible ouverture angulaire.
De telles couvertures, à la fois denses et étendues sont incompatibles, pour des raisons techniques, des solutions d'antennes passives de type SFB (i.e. de type "Single Feed per Beam" selon la dénomination anglo-saxonne) à multiples réflecteurs. Elles sont cependant rendues possibles par la mise en œuvre d'antennes de type MFB mono-réflecteur (i.e. de type "Multi Feed per Beam" selon la dénomination anglo-saxonne).
Une solution d'antenne MFB mono-réflecteur, en émission et en réception, permettant la réalisation d'un grand nombre de faisceaux fins, a été développée par la déposante. Cette solution repose sur une architecture d'antenne constituée de sous-réseaux de 4 éléments bipolarisation (Tx/Rx) permettant de générer des faisceaux rectangulaires à l'aide d'un réflecteur légèrement surdimensionné, un réflecteur dont la taille est typiquement surdimensionnée de 15%.
Grâce à l'utilisation de sous réseaux à 4 éléments rayonnants bipolarisation (Tx/Rx), quatre cornets à ouverture circulaire préférentiellement, il est possible de générer, à l'aide d'une antenne à un seul réflecteur, des faisceaux (Tx/Rx) de forme rectangulaire en nombre suffisant pour réaliser la couverture d'une zone géographique donnée au moyen d'une pluralité de spots rectangulaires.
Une telle architecture est construite au moyen d'un assemblage de modules de distribution, comportant chacun une chaine RF (émetteur et récepteur) et des moyens assurant la connexion de la chaine RF à plusieurs cornets, ces cornets étant agencés de façon à pouvoir être combinés pour former un faisceau unique.
Ces modules de distribution forment un réseau constitué de mailles imbriquées auxquelles les cornets sont raccordés de façon à ce que leurs ouvertures soient disposées dans un plan rayonnant.
La structure et la géométrie des modules de distribution sont définies de telle façon que les cornets reliés à un même module de distribution soient disposés de façon à ce que la recombinaison des faisceaux des cornets connectés à un même module forme un faisceau unique, associé à un spot de la zone géographique couverte.
L'illustration schématique de la figure 1 présente, à titre d'exemple, une vue partielle d'une architecture d'antenne MFB mono-réflecteur destinée à couvrir une zone géographique divisée en spots élémentaires rectangulaires (maillage rectangulaire de la zone couverte).
L'antenne MFB considérée ici est bâtie autour d'un réseau de modules de distribution 11 configurés de telle façon que les cornets 12 associés à un même module de distribution soient disposés selon les sommets d'un losange, de façon à pouvoir être combinés pour former un faisceau couvrant un spot donné.
Une telle structure d'antenne permet avantageusement de constituer des faisceaux d'antenne très focalisés à partir de cornets rayonnants 12 présentant des ouvertures de petit diamètre.
Comme on peut le constater sur le schéma de principe de la figure 2, chaque cornet rayonnant de l'antenne ainsi formée est connecté, en émission et en réception, à deux modules de distribution correspondant à deux faisceaux distincts, exception faite pour les cornets couvrant la périphérie de la zone géographique, qui sont reliés à un seul module. Ainsi sur l'illustration de la figure 2, le module de réception R associé au cornet 211 est connecté aux voies de réception 22 et 23 correspondant aux faisceaux n et m par les modules de distribution 24 et 25.
Par ailleurs chaque module de distribution est utilisé pour assurer la distribution du signal correspondant à un même faisceau sur quatre chaines RF, chaque chaine comportant un cornet rayonnant.
A ce titre, de manière connue, un module de distribution permettant le couplage en émission d'un faisceau donné, vers les chaines RF servies par ce faisceau est constitué par un module diviseur de puissance formé de coupleurs agencés en deux étages reliés l'un à l'autre par des interfaces de liaison, de type guide d'onde par exemple.
De manière analogue, un module de distribution permettant le couplage en réception d'un faisceau donné, vers les chaines RF servies par ce faisceau est constitué par un module sommateur de puissance formé de coupleurs agencés en deux étages reliés l'un à l'autre par des interfaces de liaison, de type guide d'onde par exemple.
D'un point de vue structurel, qu'il soit destiné à une voie d'émission ou une voie de réception, un module de distribution est structuré, comme l'illustre le schéma de la figure 3, en deux étages.
Le premier étage de couplage comporte un coupleur 31, tandis que le second étage de couplage comporte deux coupleurs 32 et 33.
Dans le cas d'un module de distribution placé dans une voie de réception d'un faisceau, les coupleurs 31, 32 et 33 fonctionnent en sommateurs.
Les deux coupleurs 32 et 33 du second étage, réalisent chacun la sommation en puissance, deux à deux, des signaux RX₁ à RX₄ délivrés par les voies de réception des quatre modules d'émission/réception servi par un faisceau donné.
Le coupleur 31, quant à lui combine les signaux de sommation délivré par les coupleurs 32 et 33 et délivre un signal somme RX.
De manière analogue, dans le cas d'un module de distribution placé dans une voie d'émission d'un faisceau, les coupleurs 31, 32 et 33 fonctionnent en diviseurs de puissance.
Le coupleur 31, reçoit le signal à émettre correspondant au faisceau considéré et le divise en deux signaux transmis aux coupleurs 32 et 33 respectivement.
Les deux coupleurs 32 et 33 du second étage, réalisent à leur tour la division du signal reçu en deux signaux. Chaque coupleur délivre ainsi à chacun des modules d'émission/réception auxquels il est connecté un signal d'émission correspondant au signal porté par la voie d'émission du faisceau considéré.
De manière générale, d'un point de vue réalisation, les coupleurs 31, 32 et 33 formant un module de distribution sont réalisés sous forme de cavités et connectés le uns aux autres par l'intermédiaire de guides d'ondes 34.
Ainsi comme on peut le constater, la réalisation d'une antenne MFB monréflecteur telle que celle décrit précédemment nécessite d'utiliser, pour réaliser l'ensemble des modules de distribution nécessaires, un nombre important de dispositifs de couplage ainsi que d'éléments de liaisons entre les différents coupleurs d'une part et entre ces coupleurs et la chaine RF et les cornets d'autre part. Par exemple, les documents EP 3 404 766 A1 , US 3 375 472 A , GB 2 313 714 A décrivent des combineur-diviseurs hybrides en forme de T.
En outre on peut également constater que la mise en place de tels réseaux de distribution se traduit par une imbrication importante des différents éléments.
Par suite, si on tient compte de la compacité de la source rayonnante d'une antenne satellite et du nombre important de cornets que peut comporter une telle source, la mise en place de tous les modules de distribution nécessaires pour réaliser une antenne satellite MFB mono-réflecteur peut s'avérer délicate.
A l'heure actuelle une solution employée pour optimiser l'encombrement présenté par le système de distribution des faisceaux, consiste à réaliser des modules de distribution formés de moulages en demi-coquilles assemblées pour former un ensemble de cavités agencées pour réaliser l'ensemble des fonctions (couplage et connectique) remplies par le module. Cependant, du fait de l'imbrication des différents modules de distribution dans une telle structure, les éléments moulés réalisés contraigne à adopter un tuilage des demi-coquilles les unes vis-à-vis des autres de sorte chaque module de distribution ainsi réalisé n'est pas physiquement indépendant des modules voisins. Une telle interdépendance mécanique a pour conséquence de rendre délicats le montage ou le démontage d'un module, ainsi que l'assemblage global.
Par ailleurs la réalisation des module de distribution sous forme de pièces moulées constituant un ensemble très imbriqué rend peu envisageable l'intégration de fonctionnalités complémentaires, telles que des fonctions de mesure d'écartométrie, qui nécessite une combinaison appropriée des signaux reçus.
Un but de l'invention est de proposer un équipement permettant de rendre plus simple et plus économique en termes d'encombrement la réalisation de modules de distribution tels que ceux décrits précédemment.
Un autre but de l'invention est de proposer un équipement permettant la mise en œuvre de fonctionnalités complémentaires telles que la formation de voies d'écartométrie.
A cet effet l'invention a pour objet un combineur-diviseur hybride E/H compact réciproque, pour réaliser le couplage ou la séparation d'ondes électromagnétiques, comportant les caractéristiques techniques de la revendication indépendante.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le combineur-diviseur hybride E/H comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou en combinaison :

chacun des guides d'ondes secondaires comporte un élément conducteur interne placé dans la cavité du guide d'onde et en contact électrique avec la paroi du guide, ledit élément conducteur interne étant agencé à l'intérieur du guide d'onde de façon optimiser l'adaptation de l'impédance du guide et la combinaison ou la division des ondes transitant par le guide ;
l'élément conducteur interne est un pion fixé en position sensiblement médiane sur la face interne de la paroi supérieure du guide ;
l'élément conducteur interne est constitué par une paroi faisant saillie à l'intérieur du guide, placée transversalement en position sensiblement médiane sur la face interne de la paroi supérieure du guide, la hauteur de ladite saillie étant sensiblement inférieur à la hauteur du guide ;
le combineur-diviseur hybride E/H comporte en outre deux guides d'ondes tertiaires placés transversalement par rapport à chacun des guides d'ondes secondaires et solidaire de ce dernier, chaque guide d'onde tertiaire présentant une structure parallélépipédique de section rectangulaire avec deux d'extrémités, une première extrémité configurée pour former un port d'entrée-sortie et une seconde extrémité formant une ouverture placée en regard d'une ouverture ménagée dans la paroi latérale de chaque guide d'onde secondaire opposée à la paroi mitoyenne, en position sensiblement médiane, ladite ouverture étant configurée pour faire communiquer chaque guide d'onde secondaire avec un guide d'onde tertiaire placé transversalement par rapport à lui, de façon à assurer un couplage plan H, le combineur-diviseur présentant ainsi une structure de Té hybride E-H.

L'invention a également pour objet un réseau de distribution de faisceaux pour antenne multi sources par faisceau (MFB) caractérisé en ce qu'il comporte une premier groupe et un second groupe de combineurs-diviseurs hybrides tels que définis ci-dessus, chaque combineur-diviseur du premier groupe agissant en combineur étant relié par ses ports secondaires aux voies réception de quatre sources rayonnantes et à une voie de réception faisceau par son port primaire ; chaque combineur-diviseur du second groupe, agissant en combineur, étant relié par ses ports secondaires aux voies émission de quatre sources rayonnantes et à une voie d'émission faisceau par son port primaire.
Suivant un mode particulier de réalisation, le réseau de distribution de faisceaux pour antenne multi sources par faisceau (MFB) comprend les caractéristiques suivantes :

les combineurs-diviseurs du premier groupe sont des combineurs-diviseurs tels que définis ci-dessus dont les ports de sortie annexes sont connectés à un dispositif de mesure d'écartométrie.

L'invention a également pour objet une antenne à réseau de formation de faisceaux (MFB) caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité de sources rayonnantes associées en groupes de quatre sources rayonnantes, les voies réception et les voies émission des sources rayonnantes appartenant à un même groupe étant reliées respectivement aux ports secondaires d'un combineur-diviseur dont le port primaire est relié à la voie réception d'un faisceau et aux ports secondaires d'un combineur-diviseur dont le port primaire est relié à la voie émission du même faisceau.
L'invention présente proposée résout grandement, de manière avantageuse, la problématique d'imbrication des BFNs de la solution mono-réflecteur.
Le composant hybride E-H selon l'invention permet la combinaison de 4 éléments rayonnants dans un encombrement réduit limité dans le plan xy au guide d'accès.
Il intègre avantageusement, dans une même structure, un diviseur plan E permettant de former une voie somme et deux diviseurs plan H permettant de former des voies différence.
Il présente par ailleurs la propriété de permettre d'adapter le partage de puissance entre le port d'entrée commun aux différentes voies et les ports de sorties.
Il offre également la capacité de réaliser au sein du réseau et pour n'importe quel spot, une fonction d'écartométrie (en exploitation les voies somme et différence) en supplément des fonctions TLC (formation de faisceaux) en combinant dans un seul et même composant 1:6 (une entrée et six sorties) deux tés magiques, couplés avec un diviseur plan E.
Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés grâce à la description qui suit, description qui s'appuie sur les figures annexées qui présentent :

[Fig 1] l'illustration d'un exemple de combinaison de quatre sources rayonnantes selon une disposition en losange pour former un faisceau ;
[Fig. 2] un synoptique d'interconnexion des éléments rayonnants formant la source rayonnante d'une antenne MFB à réflecteur au moyen de modules de modules de distribution ;
[Fig. 3] une illustration schématique d'un module de distribution selon l'art antérieur ;
[Fig. 4] une illustration présentant une vue d'ensemble en perspective du module de distribution selon l'invention, dans une forme de base ;
[Fig. 5] une illustration présentant une vue partielle de dessous du module de distribution selon l'invention illustré par la figure 4, selon un plan passant par l'extrémité ouverte du guide d'onde primaire ;
[Fig. 6] une illustration présentant une vue partielle de dessus du module de distribution selon l'invention illustré par la figure 4 ;
[Fig. 7] une illustration présentant une vue d'ensemble en perspective du module de distribution selon l'invention, dans une deuxième forme de réalisation prise comme exemple ;
[Fig. 8] une illustration présentant une vue partielle en perspective et en transparence du module de distribution selon l'invention dans la forme de réalisation de la figure 7 ;
[Fig. 9] une illustration présentant une vue de dessus, en transparence, du module de distribution selon l'invention, dans la forme de réalisation de la figure 7 ;
[Fig. 10] une illustration présentant une vue partielle en perspective et en transparence du module de distribution selon l'invention dans une troisième forme de réalisation permettant la constitution de signaux d'écartométrie ;
[Fig. 11] une illustration présentant une vue de dessus, en transparence, du module de distribution selon l'invention illustré par la figure 10 ;
[Fig. 12] une illustration présentant une vue latérale, en coupe partielle du module de distribution selon l'invention dans la forme de réalisation illustrée par la figure 108.

Il est à noter que, sur les figures annexées, un même élément fonctionnel ou structurel porte de préférence un même symbole repère.
La suite du texte présente les caractéristiques techniques de l'invention en s'appuyant sur les figures 4 et 5 qui présentent le dispositif dans sa version de base; puis en s'appuyant sur les figures 6 à 9 d'une part et 10 à 12 d'autre part, qui présentent le dispositif dans deux modes de réalisation particuliers.
Les figures 1 à 3 déjà commentées dans le préambule de la description ne font pas l'objet de développements spécifiques.
Comme l'illustrent les figures 4 à 7, le dispositif selon l'invention, combineur-diviseur hybride, comporte un guide d'onde primaire 41 et deux guides d'ondes secondaires 42 et 43.
Le guide d'onde primaire 41 comporte deux extrémités : un première extrémité configurée pour constituer un port d'entrée-sortie 48, port d'entréesortie primaire, permettant le raccordement du dispositif à un réseau de distribution de signaux, un réseau de distribution de faisceaux pour antenne multi sources comme celui décrit précédemment et illustré par la figure 2 par exemple, et une seconde extrémité formant une ouverture 61, située à l'autre extrémité du guide 41.
Les deux guides d'ondes secondaires 42 et 43 présentent chacun deux extrémités opposées, configurées pour constituer deux ports d'entrée-sortie, les ports 44 et 45 pour le guide d'onde 42 et les ports 46 et 47 pour le guide d'onde 43 respectivement.
Chacun des guides 42 et 43 présente également une ouverture 62 ou 63, disposée sur une de ses petites faces latérales, comme l'illustre plus particulièrement la vue schématique de dessous de la figure 5. Ces ouvertures permettent de mettre en communication la cavité du guide primaire 41 avec la cavité du guide secondaire 42 ou 43 considéré.
On note ici que l'expression "petite face latérale" fait référence au fait que les guides secondaires 42 et 43 sont des guides parallélépipédiques à section rectangulaire et qu'à ce titre chaque guide présente quatre faces latérales :

deux faces latérales rectangulaires ("grandes faces") dont la longueur est égale à la longueur du guide et dont la largeur est égale au grand côté du rectangle définissant la section du guide ;
deux faces latérales rectangulaires ("petites faces") dont la longueur est égale à la longueur du guide et dont la largeur est égale au petit côté du rectangle définissant la section du guide.

D'un point de vue structurel le dispositif selon l'invention se présente comme un élément monobloc présentant trois guides solidaires les uns des autres 41, 42 et 43.
Dans cette structure les deux guides secondaires 42 et 43 sont disposés l'un contre l'autre et solidaires l'un de l'autre par une de leurs grandes faces de telle sorte que les deux faces en contact forment une cloison mitoyenne 51 séparant l'une de l'autre les cavités internes des deux guides.
Par ailleurs les deux guides secondaires sont agencés l'un vis-à-vis de l'autre de telle façon que les ouvertures 62 et 63 soient placées côte à côte dans un même plan de telle sorte qu'elles forment deux ouvertures contigües présentant un bord commun constitué par le bord de la cloison 51.
Selon l'invention, le guide primaire 41 est agencé vis-à-vis du bloc formé par les deux guides secondaires 42 et 43 de telle façon que l'ouverture 61 formée par son extrémité ouverte soit positionnée en regard de l'ouverture double constituée par les deux ouvertures contigües 62 et 63 des guides secondaires 42 et 43. De la sorte les deux cavités des guides 42 et 43 débouches dans la cavité du guide 41.
Par ailleurs d'un point de vue structurel, la paroi du guide primaire 41 est solidaire, au niveau des ouvertures 62 et 63 des deux guides secondaires 42 et 43. De la sorte le dispositif selon l'invention de présente comme une structure monobloc avec un port d'entrée-sortie primaire 48 et quatre ports d'entrée-sortie secondaires 44-45 et 46-47.
D'un point de vue dimensionnel, les dimensions respectives du guide d'onde primaire 41 et des guides d'ondes secondaire 42 et 43, les largeurs et hauteurs définissant les sections des guides principalement, ainsi que les dimensions des ouvertures 61, 62 et 63 sont définies, de façon à ce que le guide d'onde primaire 41 forme avec chaque guide d'onde secondaire un coupleur plan E, la somme des ondes transitant dans chaque guide secondaire étant égale à l'onde transitant dans le guide d'onde primaire 41. La cloison mitoyenne 51 qui sépare les deux cavités 61 et 62 joue ici, avantageusement, le rôle d'un diviseurcombineur.
D'un point de vue fonctionnel, lorsqu'il est intégré à une chaine d'émission, le dispositif selon l'invention, dispositif réciproque, agit avantageusement comme un dispositif hybride assurant, en deux étages intégrés, la distribution d'une onde incidente entrant par le port primaire 48 sur les quatre ports secondaires. Il se comporte ainsi avantageusement comme un diviseur (répartiteur de puissance) intégré, à une entrée et quatre sorties.
Inversement, lorsqu'il est intégré à une chaine de réception, le dispositif selon l'invention agit de manière également avantageuse, comme un dispositif hybride assurant, en deux étages intégrés, la recombinaison de quatre ondes incidentes entrant par chacun des ports d'entrée-sortie secondaires 44-45 et 46-47, en une seule onde délivrée par le port d'entrée-sortie primaire 48.
Les figures 8 et 9 illustrent une seconde forme de réalisation qui est une variante structurelle de la version de base du dispositif selon l'invention décrite précédemment.
Il est connu par ailleurs que dans un coupleur plan E constitué par un premier guide d'onde présentant uns extrémité formant une ouverture débouchant sur la paroi latérale d'un second guide d'onde et formant un diviseur plan E, la division en deux ondes de l'onde transmise par le premier guide d'onde au second guide d'onde est réalisée de manière optimale dans la mesure où l'adaptation d'impédance du second guide d'onde est bonne. Or en général, on place dans ce but un élément conducteur de hauteur h à l'intérieur du second guide en position médiane par rapport à la longueur L du guide, cet élément conducteur étant relié par une de ses extrémités à la paroi du guide.
La forme de réalisation des figure 8 et 9 reprend cette considération et intègre dans chacun des guides secondaires 42 et 43 une cloison conductrice, orientée transversalement, dont la hauteur h est déterminée de façon à réaliser cette adaptation d'impédance et à favoriser ainsi la division de l'onde transmise par le guide primaire ou inversement la recombinaison en phase des ondes reçues par les ports d'entrée-sortie secondaires.
Il est à noter ici que les cloisons conductrices 52 ou 53 placées respectivement dans les guides d'ondes secondaires 42 et 43 ont une hauteur h sensiblement inférieur à la hauteur des guides. Elles n'ont pas pour fonction d'obturer la section du guide dans lequel chacune d'elle est placée. Elles peuvent, par ailleurs être remplacées par des éléments conducteurs ayant des formes diverses faisant saillie à l'intérieur du guide considéré et configurés pour assurer une bonne adaptation d'impédance.
Les figures 10 à 12 illustrent quant à elles une seconde forme de réalisation du dispositif selon l'invention qui reprend les caractéristiques structurelles et dimensionnelles de la forme de base illustrée par les figures 4 à 8.
Cependant, dans cette forme de réalisation, plus élaborée, le dispositif selon l'invention intègre, de manière additionnelle, une structure permettant de former, en réception des voies "différence", pouvant être utilisée dans le contexte de mesures d'écartométrie.
Cette structure additionnelle consiste, comme l'illustre en particulier la figure 10, en deux guides d'ondes tertiaires complémentaires 81 et 82, rectangulaires, dont les dimensions sont adaptées à la bande de fréquences des ondes électromagnétiques destinées à transiter dans ceux-ci.
Les guides 81 et 82 sont placés transversalement de chaque côté du dispositif selon l'invention au niveau des guides secondaires 42 et 43. Dans une forme de réalisation préférentielle, ce guides tertiaires sont placés en position médiane, comme illustré par les figures 8 à 10.
Chaque guide présente une première extrémité configurée pour constituer un port de sortie 83 ou 84, et une seconde extrémité, par laquelle il est solidaire du guide secondaire auquel il est associé, qui forme une ouverture 91 ou 92.
Comme l'illustre la vue en coupe latérale de la figure 12, coupe passant par le plan de la face latérale du guide secondaire 42 cette ouverture 91 (ou 92 pour le guide 82) est placée en regard d'une ouverture semblable ménagée dans la grande face du guide d'onde secondaire correspondant 42 ou 43 opposée à la face mitoyenne forment la cloison 51.
Chaque guide d'onde tertiaires 91 ou 92 est par ailleurs dimensionné (longueur, section) pour former avec le guide d'onde secondaire 42 ou 43 auquel il est fixé, un coupleur plan H permettant, en réception, de réaliser la différence des ondes reçues par chacun des ports d'entrée-sortie, 44-45 ou 46-47 respectivement, du guide d'onde secondaire dont il est solidaire.
Cette structure additionnelle permet avantageusement, en réception, sans altérer le caractère essentiel de compacité du dispositif selon l'invention, de former à la fois une voie dite voie Somme pour laquelle les signaux transmis au dispositif par les ports d'entrée-sortie secondaires 44-47 sont combinés en phase, le signal résultant étant délivrés via le port d'entrée sortie primaire 48, et deux voies dites des voies Différence pour lesquelles les signaux transmis au dispositif par les ports d'entrée-sortie secondaires 44-45 d'une part et 46-47 d'autre part sont combinés deux à deux en opposition de phase en phase, les signaux différence étant respectivement délivrés via les ports d'entrée-sortie 83 et 84.
On obtient ainsi dispositif constituant une structure compacte formant un double Té magique (ou Té hybride), structure assurant, de manière connue, un double couplage plan E et plan H.
Dans cette dernière forme de réalisation, le dispositif selon l'invention peut ainsi avantageusement remplir deux fonctions distinctes :

une fonction principale de combineur diviseur hybride avec un port d'entréesortie primaire et quatre ports d'entrée-sortie secondaire le combineur-diviseur compact ainsi formé pouvant être intégré à un réseau de distribution de faisceau pour antenne MFB ;
une fonction secondaire permettant de former des voies dites "différence" pouvant être utilisées dans le cadre de l'implémentation d'une fonctionnalité dite "RF Sensing" (écartométrie) qui permet, de manière connue, de mesurer le dépointage du faisceau considéré par rapport à l'axe de l'antenne par laquelle transite ce faisceau.

Grâce à la structure monobloc du dispositif selon l'invention l'implémentation de cette seconde fonctionnalité peut être mise en œuvre sans ajout de matériel spécifiquement dédié à celle-ci.
De manière générale, le dispositif selon l'invention peut être réalisé par différents procédés connus, non présentés ici, notamment par des procédés permettant de réaliser des guides d'ondes et des coupleurs hybrides. Il peut en particulier être réalisé par moulage ou usinage en deux demi-coques et assemblage des demi-coques ainsi réalisées.
Il est par ailleurs à noter que, comme l'illustrent les différentes vues présentées sur les figures annexées, le guide d'onde primaire peut être formé par un guide droit simple ou encore par un guide en "twist" sans que cela change le principe de fonctionnement du dispositif, la configuration du guide primaire étant essentiellement liée à l'agencement des différents éléments constituant le réseau de distribution dans lequel il est intégré.

Claims

Combineur-diviseur hybride E/H compact réciproque, pour réaliser le couplage ou la séparation d'ondes électromagnétiques, comportant au moins un guide d'onde principal (41) et deux guides d'ondes secondaires (42, 43), le guide d'onde principal et les guides d'ondes secondaires présentant chacun une structure parallélépipédique de section rectangulaire avec deux d'extrémités; dans lequel le guide d'onde principal et les guides d'ondes secondaires forment une structure monobloc dans laquelle:
- le guide d'onde principal présente une première extrémité configurée pour former un port d'entrée/sortie (48) et une seconde extrémité définissant une ouverture (61)

- les guides d'ondes secondaires présentant une même configuration et des dimensions sensiblement identiques, chaque guide d'onde secondaire présentant deux extrémités configurées pour former deux ports d'entrée/sortie (44-45, 46-47), ainsi qu'une ouverture latérale (62, 63) ménagée sur une des petites faces du guide d'onde,

- Les guides d'ondes secondaires (42,43) sont disposés l'un contre l'autre et solidaires l'un de l'autre par une de leurs faces latérales de telle sorte que les deux faces en contact forment une paroi latérale mitoyenne (51)

- les guides d'ondes secondaires (42,43) sont disposés vis-à-vis du guide d'onde principal de telle façon que les ouvertures latérales (62, 63) soient placées en regard de l'ouverture (61) formée par l'une des extrémités du guide d'onde principal (41) et que la paroi mitoyenne (51) soit alignée sur l'axe médian de l'ouverture (61) du guide d'onde principal (41).
Combineur-diviseur hybride E/H selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des guides d'ondes secondaires (42, 43) comporte un élément conducteur (52, 53) interne placé dans la cavité du guide d'onde et en contact électrique avec la paroi du guide, ledit élément conducteur interne étant agencé à l'intérieur du guide d'onde de façon optimiser l'adaptation de l'impédance du guide et la combinaison ou la division des ondes transitant par le guide.
Combineur-diviseur hybride E/H selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément conducteur interne (52, 53) est un pion fixé en position sensiblement médiane sur la face interne de la paroi supérieure du guide.
Combineur-diviseur hybride E/H selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément conducteur interne (52, 53) est constitué par une paroi faisant saillie à l'intérieur du guide, placée transversalement en position sensiblement médiane sur la face interne de la paroi supérieure du guide, la hauteur de ladite saillie étant sensiblement inférieur à la hauteur du guide.
Combineur-diviseur hybride E/H selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte en outre deux guides d'ondes tertiaires (81, 82) placés transversalement par rapport à chacun des guides d'ondes secondaires (41, 42) et solidaires de ces derniers, chaque guide d'onde tertiaire (81, 82) présentant une structure parallélépipédique de section rectangulaire avec deux d'extrémités, une première extrémité configurée pour former un port d'entrée-sortie (83, 84) et une seconde extrémité formant une ouverture (91, 92) placée en regard d'une ouverture ménagée dans la paroi latérale de chaque guide d'onde secondaire (42, 43) opposée à la paroi mitoyenne (51), en position sensiblement médiane, ladite ouverture étant configurée pour faire communiquer chaque guide d'onde secondaire (42, 43) avec un guide d'onde tertiaire (81, 82) placé transversalement par rapport à lui, de façon à assurer un couplage plan H, le combineur-diviseur présentant ainsi une structure de Té hybride E-H.
Réseau de distribution de faisceaux pour antenne multi sources par faisceau (MFB) caractérisé en ce qu'il comporte un premier groupe et un second groupe de combineurs-diviseurs hybrides selon l'une quelconque des revendications précédentes, chaque combineur-diviseur (25) du premier groupe agissant en combineur étant relié par ses ports secondaires (44-47) aux voies réception de quatre sources rayonnantes et à une voie de réception faisceau par son port primaire (48); chaque combineur-diviseur (27) du second groupe, agissant en combineur, étant relié par ses ports secondaires (44-47) aux voies émission de quatre sources rayonnantes et à une voie d'émission faisceau par son port primaire (48).
Réseau de distribution de faisceaux pour antenne multi sources par faisceau (MFB) selon la revendication 6 caractérisé en ce que les combineurs-diviseurs du premier groupe sont des combineurs-diviseurs selon la revendication 5 dont les ports de sortie annexes sont connectés à un dispositif de mesure d'écartométrie.
Antenne à réseau de formation de faisceaux (MFB) comprenant une première pluralité de sources rayonnantes associées en groupes de quatre sources rayonnantes et une deuxième pluralité de combineurs- diviseurs hybrides selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les voies réception et les voies émission des sources rayonnantes appartenant à un même groupe sont reliées respectivement aux ports secondaires (44-47) d'un combineur-diviseur (25) dont le port primaire est relié à la voie réception d'un faisceau et aux ports secondaires (44-47) d'un combineur-diviseur (27) dont le port primaire est relié à la voie émission du même faisceau