WO2020043632A1 - Antenne pour emettre et/ou recevoir une onde electromagnetique, et systeme comprenant cette antenne - Google Patents

Antenne pour emettre et/ou recevoir une onde electromagnetique, et systeme comprenant cette antenne Download PDF

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WO2020043632A1
WO2020043632A1 PCT/EP2019/072637 EP2019072637W WO2020043632A1 WO 2020043632 A1 WO2020043632 A1 WO 2020043632A1 EP 2019072637 W EP2019072637 W EP 2019072637W WO 2020043632 A1 WO2020043632 A1 WO 2020043632A1
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housing
antenna according
electromagnetic wave
antenna
adaptable surface
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PCT/EP2019/072637
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Geoffroy Lerosey
Mathias Fink
Philipp DEL HOUGNE
Jean-Baptiste GROS
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Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Ecole Superieure de Physique et Chimie Industrielles de Ville de Paris ESPCI
Greenerwave SAS
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Ecole Superieure de Physique et Chimie Industrielles de Ville de Paris ESPCI
Greenerwave SAS
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H01Q13/18—Resonant slot antennas the slot being backed by, or formed in boundary wall of, a resonant cavity ; Open cavity antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/006—Selective devices having photonic band gap materials or materials of which the material properties are frequency dependent, e.g. perforated substrates, high-impedance surfaces
    • H01Q15/0066—Selective devices having photonic band gap materials or materials of which the material properties are frequency dependent, e.g. perforated substrates, high-impedance surfaces said selective devices being reconfigurable, tunable or controllable, e.g. using switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/44—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
    • H01Q3/46—Active lenses or reflecting arrays

Definitions

  • the present invention relates to antennas for transmitting and / or receiving an electromagnetic wave in a desired direction.
  • These antennas are said to be of directive type, that is to say which emit and / or receive an electromagnetic wave beam, this beam being orientable.
  • an antenna comprising:
  • an adaptable surface comprising a plurality of adjustable elements for modifying an impedance of said adaptable surface and for modifying the manner in which the electromagnetic wave is reflected by said adaptable surface
  • a controller connected to the adaptable surface and which controls the adjustable elements thereof from parameters, said parameters being determined from the desired direction of the electromagnetic wave.
  • An antenna is isotropic if it emits and / or receives an electromagnetic wave in the same way in all directions.
  • An antenna has a directivity if it transmits and / or receives an electromagnetic wave in a precise direction.
  • These directional antennas are characterized by a radiation diagram, that is to say the amplitude of the electromagnetic wave as a function of a direction in a horizontal plane and / or in a vertical plane.
  • a radiation diagram is generally established with respect to an angle in each plane; it is therefore a polar curve which represents the amplitude of the wave as a function of the angle between 0 ° and 360 °.
  • This curve generally includes growths called lobes which are angular directions in which the antenna emits more or receives more (is more sensitive).
  • An antenna is therefore directive if its radiation pattern has a main lobe of large amplitude in a determined direction, and other secondary lobes of amplitude lower than that of the main lobe.
  • phased array type antennas which are composed of a network of radiating elements, each being controlled in phase and in amplitude to generate overall directional radiation of tilt direction.
  • the radiating elements are numerous and each connected to a controlled amplifier.
  • the antenna is then complex and it consumes a lot of energy.
  • antennas of the reflection array type such as the antenna of document US 2004/263408 which uses a radiating element of the horn type, known to have a radiation diagram. directive and concentrated in one direction, and an adaptable surface positioned opposite the horn to reflect the electromagnetic wave in a direction determined by the states of the adjustable elements of this adaptable surface.
  • the radiating element has a main lobe of radiation of fixed direction, but by modifying the states of the adjustable elements, the antenna controller modifies the amplitude and / or the phase of the wave reflected by each adjustable element of the adaptable surface, and thus changes the direction of the reflected electromagnetic wave.
  • the adaptable surface therefore makes it possible to tilt the main lobe generated by the radiating element.
  • the adaptable surface is positioned at a distance from the radiating element.
  • the antenna is then generally very bulky (not very compact) and has a limited spatial range of radiation because the adaptable surface generates a large area of shadow.
  • the object of the present invention is to improve the orientable beam antennas.
  • the antenna of the aforementioned type is characterized in that the radiating element and the adaptable surface are integrated inside a housing,
  • said housing forming a cavity adapted so that the electromagnetic wave is reflected several times inside the housing to impact several times adjustable elements of the adaptable surface
  • said housing comprising an opening so that the electromagnetic wave is emitted to the outside or is received from the outside of the housing, through said opening, and towards / from a far field.
  • the electromagnetic wave generated by the radiating element is reflected inside the cavity and by the adaptable surface several times before being emitted via the opening (direct or semi-reflecting opening) towards the outside of the housing.
  • This electromagnetic wave is then more easily controllable before its emission in the far field.
  • the wave emitted by the radiating element is almost completely reflected by the adaptable surface, and therefore almost all the emitted wave can be controlled to be concentrated in a single beam, ie a main energy lobe.
  • the antenna is therefore more efficient.
  • all the paths between the radiating element and the adaptable surface are contained in the volume of the cavity, i.e. inside the housing, and the antenna is more compact.
  • the adjustable elements of the adaptable surface can be distributed in any manner in the cavity because the multiple reflections ensure to sweep the internal surface of the housing and therefore to impact all the adjustable elements.
  • a screen positioned in the cavity between the radiating element and the opening to limit direct radiation of electromagnetic wave from the radiating element towards the outside of the housing and / or to reflect the waves in the direction of the adaptable surface.
  • the opening consists of several elementary openings, these elementary openings being on one face of the housing or on a plurality of faces of the housing.
  • the opening is at least partially made up of one or more semi-reflective elements.
  • the semi-reflecting element is produced by a thin metallic film.
  • the semi-reflecting element is produced by a network of holes in a metallic element or a network of metallic shapes, a hole or a shape being distant from one / another neighbor / neighbor by a distance less than the half the wavelength of the electromagnetic wave.
  • the semi-reflective element has a electromagnetic transmission property which varies in the surface of the opening.
  • the electromagnetic transmission property includes the transmission amplitude and / or the transmission phase.
  • the semi-reflective element includes one or more adjustable aperture elements to modify the manner in which the electromagnetic wave is reflected and / or transmitted through said aperture, the controller being connected to the adjustable aperture elements to control them from opening parameters.
  • the radiating element is positioned in the housing to emit and / or receive an electromagnetic wave mainly directly towards the adaptable surface, by orientation of said element in the housing.
  • the radiating element is adapted in impedance with the impedance of the cavity, in order to meet a critical coupling condition.
  • the radiating element is chosen from a list comprising a monopoly, a dipole, a waveguide, a radiating waveguide, and a planar antenna.
  • the adaptable surface covers all of the interior faces of the housing or a portion of the interior faces of the housing or one or more of the interior faces of the housing.
  • the adaptable surface consists of adjustable elements distributed in the housing without periodicity.
  • the adaptable surface includes first adjustable elements tuned to a first frequency and second adjustable elements tuned to a second frequency, the first frequency being different from the second frequency.
  • the first and second adjustable elements are distributed are spatially mixed.
  • the adaptable surface includes adjustable elements tuned to a plurality of different frequencies within a predetermined bandwidth.
  • the housing includes a main face, and the housing has a thickness dimension in a direction perpendicular to said main face less than the other dimensions of the housing, and the thickness dimension is greater than half the length d wave of the electromagnetic wave
  • the housing includes a main face, and the main face is semi-spherical in shape.
  • the controller also determines the parameters according to a desired polarization.
  • the controller determines the parameters on the basis of parameter values prerecorded in a memory, or by calculation of a model or by an iterative process using additional information.
  • the additional information comes from signals from external sensors located outside the housing and adapted to receive the electromagnetic wave.
  • the antenna further comprises one or more internal sensors adapted to receive the electromagnetic wave, said internal sensors being integrated inside the housing, and the controller determines the parameters from a desired direction of the electromagnetic wave and values of the electromagnetic wave received by the internal sensors at certain predetermined periods.
  • the antenna includes a plurality of radiating elements integrated within the housing.
  • the invention also relates to a radio communication system suitable for communicating audio, video, message or data communications.
  • This radio communication system includes an antenna as presented above.
  • This radar detection system also relates to a radar detection system suitable for locating objects in a space.
  • This radar detection system includes an antenna as presented above.
  • FIG. 1 is a schematic view of a first embodiment of an antenna according to the invention
  • FIG. 2a shows radiation from the antenna of FIG. 1 without optimizing the parameters
  • FIG. 2b shows radiation from the antenna of FIG. 1 after optimization of the parameters by the controller
  • FIG. 3a is a radiation diagram of the antenna of FIG. 1 without optimization of the parameters
  • FIG. 3b is a radiation diagram of the antenna of FIG. 1 after optimization of the parameters by the controller
  • FIG. 4a is another radiation diagram of the antenna of FIG. 1, with parameters optimized for transmitting with an angle of 90 °,
  • FIG. 4b is another radiation diagram of the antenna of FIG. 1, with parameters optimized for transmitting with an angle of 60 °,
  • FIG. 5a is a schematic view of a variant of the antenna of FIG. 1, comprising an opening composed of several elementary openings on one face of the housing,
  • FIG. 5b is a schematic view of a variant of the antenna of FIG. 1, comprising an opening composed of several elementary openings on several faces of the housing,
  • FIG. 6 is a schematic view of a variant of the antenna of FIG. 1, with a dome-shaped housing,
  • FIG. 7 is a side sectional view of an antenna according to FIG. 1 including a screen and reverberating devices, and
  • FIG. 8 shows a second embodiment of a spherical antenna.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the invention of an antenna 10 according to the invention.
  • the antenna 10 is an antenna for transmitting and / or receiving an electromagnetic wave in a desired direction.
  • the antenna 10 includes:
  • a radiating element 20 for emitting and / or receiving the electromagnetic wave
  • an adaptable surface 30 comprising a plurality of adjustable elements 31 for modifying an impedance of the adaptable surface and for modifying the way in which the electromagnetic wave is reflected and / or transmitted by said adaptable surface, and
  • a controller 40 connected to the adaptable surface and which controls the adjustable elements thereof from parameters, the parameters being determined from the desired direction of the electromagnetic wave.
  • Such an antenna can be used for example in:
  • radio communication system adapted for communicate audio, video, messages or data communications, or in
  • a radar detection system adapted to locate objects in a space
  • the radiating element 20 and the adaptable surface 30 are integrated inside a housing 11, often called a "radome" in this technical field.
  • the box is not only used to protect the antenna, but the box 11 forms a cavity 12 (an electromagnetic cavity) for the waves We emitted and / received by the radiating element 20.
  • the box 11 is thus adapted so that these waves We are reflected one or more times inside the housing and possibly reflected one or more times by adjustable elements 31 of the adaptable surface 30.
  • the housing 11 is made of a material transparent to electromagnetic waves and its internal surface is at least partially metallized or covered with a metallic layer (metallized) suitable for reflecting the waves We emitted by the radiating element 20.
  • the housing 11 comprises a means for reflecting the waves We one or more times inside the housing so that these waves impact one or more times adjustable elements 31 of the adaptable surface 30. Thanks to these multiple reflections on adjustable elements, these waves can be controlled with a very wide variety of settings.
  • the housing 11 is an envelope in 3 dimensions which temporarily encloses the We waves.
  • This envelope has for example a parallelepiped shape which comprises for example a lower face, an upper face and lateral faces. These faces include said means for reflecting the waves.
  • the housing 11 has a semi-spherical or spherical shape.
  • the faces or surfaces of the housing 11 are covered with a material adapted so that the wave We emitted and / or received by the radiating element 20 is reflected by the faces of this housing 11 in 3 dimensions.
  • the suitable material is for example a metallic or metallized material or loaded with metallic particles.
  • the housing 11 includes an opening 13 so that the electromagnetic wave We is emitted to the outside or is received from the outside of the housing 11, through this opening 13 in an electromagnetic wave Wa of external propagation. Once emitted from the housing 11, this electromagnetic wave Wa emitted by the antenna 10 then propagates towards a far field. Conversely, the housing 11 behaves like a sensor which absorbs through the opening 13 electromagnetic waves Wa coming from a far field so that the radiating element 20 in the housing receives a large quantity of waves We internal to the cavity.
  • This opening 13 is an opening in the electromagnetic sense:
  • the housing 11 can be physically closed and sealed, but there is an electromagnetic opening 13 which at least partially lets electromagnetic waves leak out of the housing. It suffices for example that a portion of a housing is not metallized.
  • the antenna 10 therefore consists of an electromagnetic cavity delimited by a housing 11 in which is located an adaptable surface 30 with controllable property, and a radiating element 20 which is a source oriented towards the adaptable surface 20 and which is screened from the outside of the housing 11 by a metal interface.
  • the adaptable surface 30 is not positioned in the opening 13 as this would reduce the performance and the controllability of the antenna 10, but it is positioned on one or more internal walls of the housing 11.
  • the antenna 10 is capable of transforming any electromagnetic radiation from the radiating element simultaneously into directive radiation
  • this antenna is compact and very efficient.
  • the adjustable elements 31 of the adaptable surface can be distributed by in any way in the cavity 12.
  • the multiple reflections in the cavity 12 ensure that the entire internal surface of the housing 11 is swept and therefore impacts all the adjustable elements 31.
  • the parameters make it possible to determine the states of each adjustable element 31 of the adaptable surface 30, that is to say the way in which each modifies its impedance and in which the electromagnetic wave We is reflected and / or transmitted in the cavity 12.
  • a set of parameters determines all of these states and therefore the characteristic of the antenna.
  • the secondary lobes L2 are of amplitude less than half the amplitude of the primary lobe L1.
  • the antenna will be designed to obtain amplitudes of secondary lobes L2 less than 1/4 of the amplitude of the primary lobe L1. Ideally, we can try to obtain a ratio of 1/10 for these amplitudes.
  • a highly effective directive antenna (beam concentrated in one direction) is thus obtained, and in particular from any type of radiating element, and not only a horn as presented in document US 2004/263408.
  • Figures 3a and 3b show radiation patterns normalized to an amplitude 1 of the antenna 10 with parameters of Figure 3a and 3b, respectively. These diagrams show that changing the parameters makes it possible to improve the directivity of the antenna 10, since in the first set of parameters the diagram has two lobes of almost same amplitude (FIG. 3a), while in the second set of parameters, optimized, the diagram presents a main lobe of large amplitude at the angular position of 0 ( Figure 3b). This main lobe actually has an amplitude greater than 4 times the amplitude of the other lobes, the secondary lobes.
  • Figure 4a shows a diagram of radiation optimized for 90 ° orientation or direction
  • Figure 4b shows a radiation diagram optimized for 60 ° orientation or direction.
  • the inventors have found on the antenna 10 produced that it is possible to obtain sets of parameters optimized for a wide angular range of transmission / reception. For example, this angular range is of the order of +/- 60 relative to a direction normal to opening, and this in the two perpendicular planes, ie the horizontal plane and the vertical plane.
  • the controller 40 can determine the parameters for the adaptable surface 30 as a function of the desired direction of the electromagnetic wave Wa for the antenna 10.
  • the controller will be possible to store in the controller memory values of parameter sets for a plurality of directions, for example a set of pairs of angular directions according to an angle of the horizontal plane (azimuth) and an angle of the vertical plane (elevation).
  • the controller will choose the set of parameters whose direction is closest to the desired direction.
  • the controller can perform interpolations on several sets of parameters from neighboring directions.
  • a model of the sets of parameters could be established, and the controller 40 will determine the parameters by calculation with this model and the desired direction.
  • the controller 40 will determine by an iterative optimization process the set of parameters to be used, the optimization being for example carried out using additional information given to the controller.
  • This additional information may come from of signals from one or more external sensors connected to said controller 40 by a direct or indirect link, wired or wireless.
  • this additional information can come from another system, for example a user system of the antenna 10.
  • This additional information relates to the electromagnetic wave Wa emitted and / or received by the antenna 10, in the near field of the antenna and / or in the far field of the antenna.
  • this additional information can serve as feedback information for determining the parameters for adjusting the adaptable surface 30.
  • the antenna 10 according to the embodiment presented above can then have several variants of its components. These variants can be independent or implemented in combination.
  • the opening 13 comprises a semi-reflecting (or semi-transparent) element of the electromagnetic waves.
  • the electromagnetic waves can partially pass through these semi-reflecting elements in the direction of entry or exit of the housing 11, the non-transmitted part of these electromagnetic waves then being reflected towards the interior of the cavity to undergo one or more several reflections.
  • these reflections in the cavity bring the electromagnetic wave to the adaptable surface 30 which therefore controls each portion of it.
  • the semi-reflecting element is produced by a thin metallic film.
  • the semi-reflecting element is produced by an array of holes in a metallic element or an array of metallic shapes, a hole or a shape being distant from one / another neighbor / neighbor by a distance less than half of the wavelength of the wave electromagnetic.
  • the semi-reflecting element has an electromagnetic transmission property (ie of transmittance) which varies in the internal surface of the opening 13. That is to say, this electromagnetic transmission property is not constant in the opening 13 and certain parts of opening 13 allow more waves to pass than other parts.
  • the electromagnetic transmission property includes, for example, the amplitude of transmission and / or the phase of transmission through the semi-reflecting element, depending on its material and / or its structural characteristics.
  • the semi-reflecting element comprises one or more adjustable aperture elements adapted and controlled to modify the way in which the electromagnetic wave is reflected and / or transmitted by this adjustable aperture element, which makes it possible to actively modulate the transparency. of the opening 13.
  • the controller is then connected to the adjustable opening elements to control them from opening parameters.
  • These adjustable opening elements may be similar to or different from the adjustable elements of the adaptable surface 30.
  • the opening parameters are different from the parameters of the adaptable surface 30.
  • the opening 13 consists of several elementary openings 13i ... 13 6 as shown in Figure 5a and 5b. These elementary openings are located on a single face of the housing 11 or on a plurality of faces of the housing 11. These elementary openings can have identical or different shapes, whether on one face or on several faces of the housing 11.
  • the housing 11 has a rectangular shape as shown in FIG. 1, or not parallelepiped.
  • the housing 11 may have a cylindrical or spherical shape or any other shape.
  • the housing 11 includes a main face which has the largest surface of the faces of the housing.
  • the main face possibly includes the opening 13 or a part of the opening 13 (at least one elementary opening).
  • the housing 11 then has a dimension in a direction perpendicular to the main face that is smaller than the other dimensions of the housing 11.
  • the thickness dimension is greater than half the wavelength of the electromagnetic wave.
  • the main face is of semi-spherical shape.
  • This face may advantageously include the opening 13 to more easily offer a uniform radiation pattern in the horizontal plane over 360 around the normal to said main face.
  • the housing 11 then has for example a dome shape as shown in FIG. 6 with a main face F1 of semi-spherical transmission / reception and a secondary face F2 in a direction opposite to the main face.
  • the secondary face F2 is substantially flat and circular.
  • the radiating element 20 is placed inside the housing 11 at the center of the main face F1, ie in this semi-spherical shape, and the adaptable surface can be placed on the secondary face F2 opposite the element radiating 20.
  • An opening 13, optionally composed of elementary openings are located on the main face F1, around the radiating element 20.
  • the radiating element 20 integrated in the housing 11 of the antenna 10 is itself directive, that is to say it generates an electromagnetic wave beam We concentrated in one direction.
  • the radiating element 20 is positioned in the housing 11 relative to the adaptable surface 30 in such a way as to emit and / or receive an electromagnetic wave We mainly directly towards the adaptable surface 30, by a predetermined orientation of the radiating element. 20.
  • the radiating element 20 is a monopoly or a dipole or a waveguide or a radiating waveguide or a planar antenna.
  • the integration of the radiating element 20 and the adaptable surface 30 into a cavity 12 makes it possible to use any type of radiating element.
  • the radiating element 20 can be composed of a plurality of active elements.
  • These active elements can be specialized: one or more of them are electromagnetic wave emission elements We, and one or more of them are electromagnetic wave reception elements.
  • the radiating element 20 can be specified for a particular wave frequency or several frequencies or a bandwidth between two frequencies.
  • the radiating element 20 is adapted in impedance with the impedance of the cavity 12, that is to say the cavity including all its elements, e.g. the opening 12 and the adaptable surface 30 and others. In particular, it is often sought to meet a critical coupling condition for this impedance matching.
  • the quality factor of the radiating element 20 and the cavity 12 are similar or identical.
  • this adaptable surface 30 covers all the faces or interior surfaces of the housing 11. Optionally, it covers only a portion of the inner faces or surfaces of the housing 11. Optionally, the adaptable surface 30 is inside the housing 11 (in its internal volume) and at a distance from its faces or surfaces.
  • the adaptable surface 30 consists of adjustable elements 31 distributed in the housing 11 without periodicity. That is, they do not form a regular matrix. In fact, they can almost be distributed randomly or at specific locations for any consideration. There is great freedom. This possibility is impossible in the antennas of the prior art phase array or reflection array which need either a periodicity or to gather the elements in a restricted area to illuminate them.
  • the adaptable surface 30 may include first adjustable elements tuned to a first frequency and second adjustable elements tuned to a second frequency. The first frequency and different from the second frequency.
  • these first and second adjustable elements can be spatially mixed inside the cavity, so in the antennas of the prior art this possibility is impossible due to the constraints of distances between the adjustable elements for the operation of these antennas.
  • a compact antenna adapted to two frequencies such as the first frequency of 20 GHz of emission and the second frequency of 30 GHz of reception.
  • the adaptable surface 20 comprises the two types of adjustable elements distributed in the cavity of the housing.
  • the adaptable surface 30 includes adjustable elements tuned to a plurality of different frequencies included in a predetermined bandwidth so that the antenna can operate in all of this bandwidth.
  • the adaptable surface 30 can be controlled to obtain selected polarizations of the electromagnetic wave Wa. In particular, it is possible to obtain with the adaptable surface 30 a horizontal polarization, a vertical polarization, or any combination of horizontal and vertical polarization, and therefore a circular polarization.
  • the controller 40 can also determine the parameters as a function of a desired polarization, whether it is horizontal, vertical or circular.
  • the antenna 10 can comprise in the cavity other elements, such as one or more protective screens 14 or one or more reverberating devices 15 or internal walls, as shown in FIG. 7.
  • a screen 14 can advantageously be positioned in the cavity 12 between the radiating element and the opening 13 to limit direct radiation of electromagnetic wave from the radiating element 20 to the outside of the housing and / or to reflect the waves in direction of the adaptable surface 30.
  • a reverberating device 15 can also be positioned in the cavity 12 to make the reflections of the electromagnetic waves in the cavity 12 more complex.
  • the waves We make one or more reflections inside the cavity 12 of the antenna 10, which ensures that they impact the adaptable surface 30 at least once, and preferably several times on a multitude of adjustable elements 31.
  • internal walls are inside the housing 11 and separate the cavity 12 into a plurality of compartments.
  • the adaptable surface 30 or a part of the adaptable surface, ie elements adjustable 31, can be placed on these internal walls.
  • the antenna 10 can also include in the cavity 12, one or more internal sensors adapted to receive the electromagnetic wave. These internal sensors generate feedback signals which are measurements or values of the electromagnetic wave received by the internal sensors at certain predetermined periods.
  • the controller 40 determines the parameters of the adaptable surface 30 from the desired direction, as previously, but also from these values of the internal sensors.
  • the antenna 10 allows the antenna 10 to permanently maintain its characteristics of directivity and of tilt accuracy of the electromagnetic wave.
  • the antenna 10 is thus more robust to temporal variations and to external disturbances.
  • FIG. 8 shows a second embodiment of the invention of an antenna 10 according to the invention.
  • This antenna comprises the same elements as the antenna 10 of the first embodiment, and can have the same variants independently or combined together.
  • This antenna 10 has a spherical housing 11 and a spherical adaptable surface 20 of diameter smaller than that of the housing, said adaptable surface 20 being positioned inside and in the center of the housing 11.
  • the housing 11 comprises a very large opening 13 almost on the entire surface of the housing.
  • the opening 13 is defined in the electromagnetic sense; that is to say that it is a part of the housing which is transparent or semi-reflecting for the electromagnetic waves so that these can enter and / or leave the housing 11. It suffices that this opening consists of a material with this property.
  • the opening 13 is advantageously semi-reflecting so that the electromagnetic waves are reflected several times between the adaptable surface 30 and the box 11 before leaving the box 11 or reaching the radiating element 20.
  • the radiating element 20 is for example located near the internal surface of the housing 11.
  • this radiating element 20 is protected from the outside by a screen 15: the housing 11 is reflective behind the radiating element.
  • the antenna 10 of this embodiment is capable of transmitting and / or receiving electromagnetic waves over 360 ° and even in any direction of space.
  • the antenna 10 can comprise two or more radiating elements 20, which improves its angular capacities.
  • such antennas having high orientation capacities of the electromagnetic wave beam, could be used in pairs.
  • the antennas can self-adapt in directivity to direct their beam towards each other and greatly improve the quality and bandwidth of the transmission between the two antennas.
  • the antenna technology according to the invention can have great advantages in the application of satellite antennas by the compactness and its multi-frequency capacities.

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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

Antenne pour émettre et/ou recevoir une onde électromagnétique, comprenant un élément rayonnant, une surface adaptable à impédance variable, et un contrôleur relié à la surface adaptable et qui la contrôle à partir d'une direction souhaitée de l'onde électromagnétique. L'élément rayonnant et la surface adaptable sont intégrés à l'intérieur d'un boîtier, ledit boîtier formant une cavité pour les ondes et comprenant une ouverture pour que l'onde électromagnétique soit émise vers l'extérieur.

Description

Antenne pour émettre et/ou recevoir une onde électromagnétique, et système comprenant cette antenne
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention est relative aux antennes pour émettre et/ou recevoir une onde électromagnétique dans une direction souhaitée. Ces antennes sont dites de type directive, c'est-à-dire qui émettent et/ou reçoivent un faisceau d'onde électromagnétique, ce faisceau étant orientable .
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Plus particulièrement, l'invention concerne une antenne comprenant :
- un élément rayonnant pour émettre et/ou recevoir ladite onde électromagnétique,
- une surface adaptable comprenant une pluralité d'éléments réglables pour modifier une impédance de ladite surface adaptable et pour modifier la manière dont l'onde électromagnétique est réfléchie par ladite surface adaptable, et
- un contrôleur relié à la surface adaptable et qui contrôle les éléments réglables de celle-ci à partir de paramètres, lesdits paramètres étant déterminés à partir de la direction souhaitée de l'onde électromagnétique.
Une antenne est isotrope si elle émet et/ou reçoit une onde électromagnétique de la même façon dans toutes les directions. Une antenne a une directivité si elle émet et/ou reçoit une onde électromagnétique dans une direction précise. On caractérise ces antennes directives par un diagramme de rayonnement, c'est-à-dire l'amplitude de l'onde électromagnétique en fonction d'une direction dans un plan horizontal et/ou dans un plan vertical. Un tel diagramme de rayonnement est généralement établi par rapport à un angle dans chaque plan ; c'est donc une courbe polaire qui représente l'amplitude de l'onde en fonction de l'angle compris entre 0 ° et 360 °. Cette courbe comprend généralement des excroissances appelés lobes qui sont des directions angulaires dans lesquelles l'antenne émet plus ou reçoit plus (est plus sensible) . Une antenne est donc directive si sont diagramme de rayonnement possède un lobe principal de grande amplitude dans une direction déterminée, et d'autres lobes secondaires d'amplitude plus faible que celle du lobe principal.
Ensuite, pour piloter la direction d'une antenne directive, il existe de nombreuses techniques.
Par exemple, il existe des antennes de type à réseau de phase (« phased array » en langue anglaise) qui sont composés d'un réseau d'éléments rayonnants, chacun étant commandé en phase et en amplitude pour générer au global un rayonnement directif de direction inclinable.
Dans ce type d'antenne, les éléments rayonnants sont nombreux et connectés chacun à un amplificateur piloté. L'antenne est alors complexe et elle consomme beaucoup d'énergie.
Par exemple, il existe des antennes de type à réseau de réflexion (« reflect array » en langue anglaise) telles que l'antenne du document US 2004/263408 qui utilise un élément rayonnant de type à cornet, connu pour avoir un diagramme de rayonnement directif et concentré dans une direction, et une surface adaptable positionnée en face du cornet pour réfléchir l'onde électromagnétique dans une direction déterminée par les états des éléments réglables de cette surface adaptable.
L'élément rayonnant (cornet) a un lobe principal de rayonnement de direction fixe, mais en modifiant les états des éléments réglables, le contrôleur de l'antenne modifie l'amplitude et/ou la phase de l'onde réfléchie par chaque élément réglable de la surface adaptable, et modifie ainsi la direction de l'onde électromagnétique réfléchie. La surface adaptable permet donc d' incliner le lobe principal généré par l'élément rayonnant. Dans ce type d'antenne, la surface adaptable est positionnée à distance de l'élément rayonnant. L'antenne est alors généralement très volumineuse (peu compacte) et possède une plage spatiale de rayonnement limitée car la surface adaptable génère une zone d'ombre importante.
EXPOSE DE L' INVENTION
La présente invention a pour but d'améliorer les antennes à faisceau orientable.
A cet effet, l'antenne du type précité est caractérisée en ce que l'élément rayonnant et la surface adaptable sont intégrés à l'intérieur d'un boîtier,
ledit boîtier formant une cavité adaptée pour que l'onde électromagnétique soit réfléchie plusieurs fois à l'intérieur du boîtier pour impacter plusieurs fois des éléments réglables de la surface adaptable, et
ledit boîtier comprenant une ouverture pour que l'onde électromagnétique soit émise vers l'extérieur ou soit reçue de l'extérieur du boîtier, à travers ladite ouverture, et vers/depuis un champ lointain.
Grâce à ces dispositions, l'onde électromagnétique générée par l'élément rayonnant est réfléchie à l'intérieur de la cavité et par la surface adaptable plusieurs fois avant d'être émise via l'ouverture (ouverture directe ou semi réfléchissante) vers l'extérieur du boîtier. Cette onde électromagnétique est alors plus facilement contrôlable avant son émission en champ lointain. Notamment, il est possible de créer simultanément et avec tout type d'élément rayonnant, une antenne directive avec un lobe principal de grande amplitude et inclinable dans toute direction.
De plus, on évite des pertes de rayonnement électromagnétique en dehors de la surface adaptable. L'onde émise par l'élément rayonnant est presque totalement réfléchie par la surface adaptable, et donc presque toute l'onde émise peut être contrôlée pour être concentrée en un faisceau unique, i.e. un lobe principal de grande énergie. L'antenne est donc plus efficace.
En outre, tous les chemins entre l'élément rayonnant et la surface adaptable sont contenus dans le volume de la cavité, i.e. à l'intérieur du boîtier, et l'antenne est plus compacte.
Enfin, les éléments réglables de la surface adaptable peuvent être répartis de manière quelconque dans la cavité car les réflexions multiples assurent de balayer la surface interne du boîtier et donc d' impacter tous les éléments réglables.
Dans divers modes de réalisation de l'antenne selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
Selon un aspect, un écran positionné dans la cavité entre l'élément rayonnant et l'ouverture pour limiter un rayonnement direct d'onde électromagnétique de l'élément rayonnant vers l'extérieur du boîtier et/ou pour réfléchir les ondes en direction de la surface adaptable.
Selon un aspect, l'ouverture est constituée de plusieurs ouvertures élémentaires, ces ouvertures élémentaires étant sur une face du boîtier ou sur une pluralité de faces du boîtier.
Selon un aspect, l'ouverture est constituée au moins partiellement d'un ou plusieurs éléments semi réfléchissants .
Selon un aspect, l'élément semi réfléchissant est réalisé par un film métallique mince.
Selon un aspect, l'élément semi réfléchissant est réalisé par un réseau de trous dans un élément métallique ou un réseau de formes métallique, un trou ou une forme étant distante d'un/une autre voisin/voisine d'une distance inférieure à la moitié de la longueur d'onde de l'onde électromagnétique .
Selon un aspect, l'élément semi réfléchissant a une propriété de transmission électromagnétique qui varie dans la surface de l'ouverture.
Selon un aspect, la propriété de transmission électromagnétique comprend l'amplitude de transmission et/ou la phase de transmission.
Selon un aspect, l'élément semi réfléchissant comprends un ou plusieurs éléments réglables d'ouverture pour modifier la manière dont l'onde électromagnétique est réfléchie et/ou transmise par ladite ouverture, le contrôleur étant relié aux éléments réglables d'ouverture pour les contrôler à partir de paramètres d'ouverture.
Selon un aspect, l'élément rayonnant est positionné dans le boîtier pour émettre et/ou recevoir une onde électromagnétique principalement directement vers la surface adaptable, par orientation dudit élément dans le boîtier .
Selon un aspect, l'élément rayonnant est adapté en impédance avec l'impédance de la cavité, pour respecter une condition de couplage critique.
Selon un aspect, l'élément rayonnant est choisi dans une liste comprenant un monopole, un dipôle, un guide d'onde, un guide d'onde rayonnant, et une antenne planaire.
Selon un aspect, la surface adaptable recouvre toutes les faces intérieures du boîtier ou une portion des faces intérieures du boîtier ou une ou plusieurs des faces intérieures du boîtier.
Selon un aspect, la surface adaptable est constituée d'éléments réglables répartis dans le boîtier sans périodicité.
Selon un aspect, la surface adaptable comprend des premiers éléments réglables accordés à une première fréquence et des seconds éléments réglables accordés à une seconde fréquence, la première fréquence étant différente de la seconde fréquence.
Selon un aspect, les premiers et seconds éléments réglables sont répartis sont spatialement mélangés. Selon un aspect, la surface adaptable comprend des éléments réglables accordés à une pluralité de fréquences différentes comprises dans une bande passante prédéterminée .
Selon un aspect, le boîtier comprend une face principale, et le boîtier a une dimension d'épaisseur dans une direction perpendiculaire à ladite face principale inférieure aux autres dimensions du boîtier, et la dimension d'épaisseur est supérieure à la moitié de la longueur d'onde de l'onde électromagnétique
Selon un aspect, le boîtier comprend une face principale, et la face principale est de forme semi- sphérique .
Selon un aspect, le contrôleur détermine les paramètres également en fonction d'une polarisation souhaitée .
Selon un aspect, le contrôleur détermine les paramètres à partir de valeurs de paramètres préenregistrées dans une mémoire, ou par calcul d'un modèle ou par un procédé itératif utilisant une information supplémentaire .
Selon un aspect, l'information supplémentaire est issues de signaux de capteurs externes situés à l'extérieur du boîtier et adaptés pour recevoir l'onde électromagnétique .
Selon un aspect, l'antenne comprend en outre un ou plusieurs capteurs internes adaptés pour recevoir l'onde électromagnétique, lesdits capteurs internes étant intégrés à l'intérieur du boîtier, et le contrôleur détermine les paramètres à partir d'une direction souhaitée de l'onde électromagnétique et de valeurs de l'onde électromagnétique reçue par les capteurs internes à certaines périodes prédéterminées .
Selon un aspect, l'antenne comprend une pluralité d'éléments rayonnant intégrés à l'intérieur du boîtier. L' invention concerne également un système de communication radio adapté pour communiquer des communications audio, vidéo, des messages ou des données. Ce système de communication radio comprend une antenne telle que présenté ci-dessus.
1/ invention concerne également un système de détection radar adapté pour localiser des objets dans un espace. Ce système de détection radar comprend une antenne telle que présenté ci-dessus.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints.
Sur les dessins :
- la figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'une antenne selon l'invention,
- la figure 2a montre un rayonnement de l'antenne de la figure 1 sans optimisation des paramètres,
- la figure 2b montre un rayonnement de l'antenne de la figure 1 après optimisation des paramètres par le contrôleur,
- la figure 3a est un diagramme de rayonnement de l'antenne de la figure 1 sans optimisation des paramètres,
- la figure 3b est un diagramme de rayonnement de l'antenne de la figure 1 après optimisation des paramètres par le contrôleur,
- la figure 4a est un autre diagramme de rayonnement de l'antenne de la figure 1, avec des paramètres optimisés pour émettre avec un angle de 90 °,
- la figure 4b est un autre diagramme de rayonnement de l'antenne de la figure 1, avec des paramètres optimisés pour émettre avec un angle de 60 °,
- la figure 5a est une vue schématique d'une variante de l'antenne de la figure 1, comprenant une ouverture composée de plusieurs ouvertures élémentaires sur une face du boîtier,
- la figure 5b est une vue schématique d'une variante de l'antenne de la figure 1, comprenant une ouverture composée de plusieurs ouvertures élémentaires sur plusieurs faces du boîtier,
- la figure 6 est une vue schématique d'une variante de l'antenne de la figure 1, avec un boîtier en forme de dôme,
- la figure 7 est une vue en coupe latérale d'une antenne selon la figure 1 incluant un écran et des dispositifs réverbérant, et
- la figure 8 montre un deuxième mode de réalisation d'une antenne sphérique.
DESCRIPTION DETAILLEE
La figure 1 montre un premier mode de réalisation de l'invention d'une antenne 10 selon l'invention. L'antenne 10 est une antenne pour émettre et/ou recevoir une onde électromagnétique dans une direction souhaitée.
L'antenne 10 comprend :
- un élément rayonnant 20 pour émettre et/ou recevoir l'onde électromagnétique,
- une surface adaptable 30 comprenant une pluralité d'éléments réglables 31 pour modifier une impédance de la surface adaptable et pour modifier la manière dont l'onde électromagnétique est réfléchie et/ou transmise par ladite surface adaptable, et
- un contrôleur 40 relié à la surface adaptable et qui contrôle les éléments réglables de celle-ci à partir de paramètres, les paramètres étant déterminés à partir de la direction souhaitée de l'onde électromagnétique.
Une telle antenne peut être utilisée par exemple dans :
- un système de communication radio adapté pour communiquer des communications audio, vidéo, des messages ou des données, ou dans
- un système de détection radar adapté pour localiser des objets dans un espace
Des variantes de surfaces adaptables connues sont par exemples sont décrit dans le document US 2004/263408 cité ci-dessus ou dans le document US 2016/0233971 De nombreuses techniques sont connues pour réaliser de telles surfaces adaptables, parfois appelées des surfaces à impédance adaptable, des méta-surfaces , des dispositifs de mise en forme d'onde, des réseaux de réflexion.
Pour l'antenne 10 selon l'invention, l'élément rayonnant 20 et la surface adaptable 30 sont intégrés à l'intérieur d'un boîtier 11, souvent appelé « radôme » dans ce domaine technique. Cependant, ici, le boîtier ne sert pas seulement à protéger l'antenne, mais le boîtier 11 forme une cavité 12 (une cavité électromagnétique) pour les ondes We émises et/reçues par l'élément rayonnant 20. Le boîtier 11 est ainsi adapté pour que ces ondes We sont réfléchies une ou plusieurs fois à l'intérieur du boîtier et éventuellement réfléchies une ou plusieurs fois par des éléments réglables 31 de la surface adaptable 30.
Par exemple, le boîtier 11 est constitué d'un matériau transparent aux ondes électromagnétiques et sa surface interne est au moins partiellement métallisée ou recouverte d'une couche métallique (métallisée) adaptée pour réfléchir les ondes We émises par l'élément rayonnant 20.
Plus généralement, le boîtier 11 comprend un moyen pour réfléchir une ou plusieurs fois les ondes We à l'intérieur du boîtier pour que ces ondes impactent une ou plusieurs fois des éléments réglables 31 de la surface adaptable 30. Grâce à ces réflexions multiples sur des éléments réglables, ces ondes sont pilotables avec une très grande diversité de réglages.
En outre, le boîtier 11 est une enveloppe à 3 dimensions qui enferme temporairement les ondes We . Cette enveloppe a par exemple une forme parallélépipédique qui comprend par exemple une face inférieure, une face supérieure et des faces latérales. Ces faces comprennent lesdits moyens pour réfléchir les ondes.
En alternative, le boîtier 11 a une forme semi- sphérique ou sphérique.
Par exemple, les faces ou surfaces du boîtier 11 sont recouvertes d'un matériau adapté pour que l'onde We émise et/ou reçue par l'élément rayonnant 20 soit réfléchie par les faces de ce boîtier 11 à 3 dimensions. Le matériau adapté est par exemple un matériau métallique ou métallisé ou chargé en particules métalliques.
Le boîtier 11 comprend une ouverture 13 pour que l'onde électromagnétique We soit émise vers l'extérieur ou soit reçue de l'extérieur du boîtier 11, à travers cette ouverture 13 en une onde électromagnétique Wa de propagation externe. Une fois émise hors du boîtier 11, cette onde électromagnétique Wa émise par l'antenne 10 se propage alors vers un champ lointain. Réciproquement, le boîtier 11 se comporte comme un capteur qui absorbe par l'ouverture 13 des ondes électromagnétiques Wa provenant d'un champ lointain pour que l'élément rayonnant 20 dans le boîtier reçoive une grande quantité d' ondes We internes à la cavité.
Cette ouverture 13 est une ouverture au sens électromagnétique : Le boîtier 11 peut être physiquement fermé et étanche, mais il y a une ouverture 13 électromagnétique qui laisse au moins partiellement fuir les ondes électromagnétiques vers l'extérieur du boîtier. Il suffit par exemple qu'une portion d'un boîtier ne soit pas métallisée.
L'antenne 10 selon l'invention est donc constitué d'une cavité électromagnétique délimitée par un boîtier 11 dans lequel se situe une surface adaptable 30 à propriété contrôlable, et un élément rayonnant 20 qui est source orientée vers la surface adaptable 20 et qui est écrantée de l'extérieur du boîtier 11 par une interface métallique.
Il faut noter que la surface adaptable 30 n'est pas positionnée dans l'ouverture 13 car cela réduirait les performances et la contrôlabilité de l'antenne 10, mais elle est positionnée sur une ou plusieurs parois internes du boîtier 11.
Grâce à cette intégration d'un élément rayonnant 20 et d'une surface adaptable 30 dans une cavité électromagnétique, l'antenne 10 est capable de transformer un rayonnement électromagnétique quelconque de l'élément rayonnant simultanément en un rayonnement directif
(concentré sur une direction) et en un rayonnement pilotable en inclinaison (orientation) dans toutes les directions de l'espace. En outre, cette antenne est compacte et très efficace.
En outre, contrairement aux techniques antérieures d'antennes à réseau de phase ou d'antenne à réseau de réflexion, qui imposent des distances fixées entre les éléments réglables par leur principe de fonctionnement, les éléments réglables 31 de la surface adaptable peuvent être répartis de manière quelconque dans la cavité 12. En effet, les réflexions multiples dans la cavité 12 assurent de balayer l'ensemble de la surface interne du boîtier 11 et donc d' impacter tous les éléments réglables 31.
Les paramètres permettent de déterminer les états de chaque élément réglable 31 de la surface adaptable 30, c'est-à-dire la façon dont chacun modifie son impédance et dont l'onde électromagnétique We est réfléchie et/ou transmise dans la cavité 12. Un jeu de paramètres détermine l'ensemble de ces états et donc la caractéristique de 1 ' antenne .
Il est possible de trouver un jeu de paramètres qui optimise l'émission et/ou réception (par réciprocité) de l'onde électromagnétique Wa de l'antenne, c'est-à-dire qui permet d'obtenir un lobe principal L1 de grande amplitude et des lobes secondaires L2 de faible amplitude, comme cela est représenté en figures 2a et 2b qui montrent le changement entre un faisceau d'émission pour un jeu de paramètres non optimisés (figure 2a) puis pour un jeu de paramètres optimisés (figure 2b) . Notamment dans le mode optimisé, les lobes secondaires L2 sont d'amplitude inférieure à la moitié de l'amplitude du lobe primaire L1. De préférence, l'antenne sera conçu pour obtenir des amplitudes de lobes secondaires L2 inférieure à 1/4 de l'amplitude du lobe primaire L1. Idéalement, on pourra rechercher à obtenir un rapport de 1/10 pour ces amplitudes .
On obtient ainsi une antenne directive (faisceau concentré dans une direction) de grande efficacité, et notamment à partir de tout type d'élément rayonnant, et pas seulement un cornet comme présenté dans le document US 2004/263408.
Les figures 3a et 3b montrent des diagrammes de rayonnement normalisés à une amplitude 1 de l'antenne 10 avec des paramètres de la figure 3a et 3b, respectivement. Ces diagrammes montrent que le changement des paramètres permet d'améliorer la directivité de l'antenne 10, puisque dans le premier jeu de paramètres le diagramme présente deux lobes de quasi même amplitude (figure 3a) , alors que dans le second jeu de paramètres, optimisé, le diagramme présente un lobe principal de grande amplitude à la position angulaire de 0 (figure 3b) . Ce lobe principal a effectivement une amplitude supérieure à 4 fois l'amplitude des autres lobes, les lobes secondaires.
Ensuite, il est également possible de trouver un jeu de paramètres qui modifie l'orientation du lobe primaire L1 de l'antenne 10. En fait, on recherche un jeu de paramètres optimisé en directivité pour chaque orientation ou direction, comme cela est représenté en figures 4a et 4b. La figure 4a montre un diagramme de rayonnement optimisé pour une orientation ou direction de 90 °, et la figure 4b montre un diagramme de rayonnement optimisé pour une orientation ou direction de 60 ° . Les inventeurs ont trouvé sur l'antenne 10 réalisée qu'il était possible d'obtenir des jeux de paramètres optimisés pour une large plage angulaire d'émission/réception. Par exemple, cette plage angulaire est de l'ordre de +/- 60 par rapport à une direction normale à l'ouverture, et cela dans les deux plans perpendiculaires, i.e. le plan horizontal et le plan vertical.
On obtient donc simplement une antenne à rayonnement d'orientation réglable de grande efficacité (sensibilité) .
Le contrôleur 40 peut déterminer les paramètres pour la surface adaptable 30 en fonction de la direction souhaitée de l'onde électromagnétique Wa pour l'antenne 10.
Suite aux explications précédentes, on comprend que l'on pourra enregistrer en mémoire du contrôleur des valeurs de jeux de paramètres pour une pluralité de directions, par exemple un ensemble de couples directions angulaires selon un angle du plan horizontal (azimut) et un angle du plan vertical (élévation) . Par exemple, le contrôleur choisira le jeu de paramètres dont la direction est la plus proche de la direction désirée. Optionnellement, le contrôleur pourra effectuer des interpolations sur plusieurs jeux de paramètres de directions voisines.
En variante, un modèle des jeux de paramètres pourrait être établi, et le contrôleur 40 déterminera les paramètres par calcul avec ce modèle et la direction souhaitée .
En variante, le contrôleur 40 déterminera par un procédé itératif d'optimisation le jeu de paramètres à utiliser, l'optimisation étant par exemple effectuée à l'aide d'une information supplémentaire donnée au contrôleur. Cette information supplémentaire peut provenir de signaux d'un ou plus capteurs externes reliés audit contrôleur 40 par une liaison directe ou indirecte, filaire ou sans fil. Eventuellement, cette information supplémentaire peut provenir d'un autre système, par exemple un système utilisateur de l'antenne 10. Cette information supplémentaire est relative à l'onde électromagnétique Wa émise et/ou reçue par l'antenne 10, en champ proche de l'antenne et/ou en champ lointain de 1' antenne .
Notamment, cette information supplémentaire peut servir d' information de rétroaction pour la détermination des paramètres de réglage de la surface adaptable 30.
L'antenne 10 selon le mode de réalisation présenté ci-dessus peut alors présenter plusieurs variantes de ses composants. Ces variantes peuvent être indépendantes ou implémentées en combinaison.
Selon_des_premières_variantes concernant l'ouverture 13 de l'antenne 10, l'ouverture 13 comprend un élément semi réfléchissant (ou semi transparent) des ondes électromagnétiques. Ainsi, les ondes électromagnétiques peuvent partiellement traverser ces éléments semi réfléchissants dans le sens de l'entrée ou de la sortie du boîtier 11, la partie non transmise de ces ondes électromagnétiques étant alors réfléchie vers l'intérieur de la cavité pour subir encore une ou plusieurs réflexions. Eventuellement, ces réflexions dans la cavité amène l'onde électromagnétique sur la surface adaptable 30 qui en contrôle donc à chaque fois une portion.
Eventuellement, l'élément semi réfléchissant est réalisé par un film métallique mince.
Eventuellement, l'élément semi réfléchissant est réalisé par un réseau de trous dans un élément métallique ou un réseau de formes métallique, un trou ou une forme étant distante d'un/une autre voisin/voisine d'une distance inférieure à la moitié de la longueur d'onde de l'onde électromagnétique .
Eventuellement, l'élément semi réfléchissant a une propriété de transmission électromagnétique (i.e. de transmittance) qui varie dans la surface interne de l'ouverture 13. C'est-à-dire que cette propriété de transmission électromagnétique n'est pas constante dans l'ouverture 13et certaines parties de l'ouverture 13 laissent passer plus d'ondes que d'autres parties. La propriété de transmission électromagnétique comprend par exemple l'amplitude de transmission et/ou la phase de transmission à travers l'élément semi réfléchissant, en fonction de sa matière et/ou de ses caractéristiques structurelles .
Eventuellement, l'élément semi réfléchissant comprend un ou plusieurs éléments réglables d'ouverture adaptés et commandés pour modifier la manière dont l'onde électromagnétique est réfléchie et/ou transmise par cet élément réglable d'ouverture, ce qui permet de moduler activement la transparence de l'ouverture 13. Le contrôleur est alors relié aux éléments réglables d'ouverture pour les contrôler à partir de paramètres d'ouverture. Ces éléments réglables d'ouverture peuvent être similaires ou différents des éléments réglables de la surface adaptable 30. Les paramètres d'ouverture sont différents des paramètres de la surface adaptable 30.
Eventuellement, l'ouverture 13 est constituée de plusieurs ouvertures élémentaires 13i ... 136 comme représenté en figure 5a et 5b. Ces ouvertures élémentaires sont situées sur une face unique du boîtier 11 ou sur une pluralité de faces du boîtier 11. Ces ouvertures élémentaires peuvent avoir des formes identiques ou non, que cela soit sur une face ou sur plusieurs faces du boîtier 11.
Selon des deuxièmes variantes concernant le boîtier 11 de l'antenne 10, le boîtier 11 a une forme parallélépipédique comme représenté en figure 1, ou non parallélépipédique. Par exemple, le boîtier 11 peut avoir une forme cylindrique ou sphérique ou tout autre forme quelconque .
Eventuellement, le boîtier 11 comprend une face principale qui a la plus grande surface des faces du boîtier. La face principale comprend éventuellement l'ouverture 13 ou une partie de l'ouverture 13 (au moins une ouverture élémentaire) .
Le boîtier 11 a alors une dimension dans une direction perpendiculaire à la face principale inférieure aux autres dimensions du boîtier 11.
Eventuellement, la dimension d'épaisseur est supérieure à la moitié de la longueur d'onde de l'onde électromagnétique .
Eventuellement, la face principale est de forme semi sphérique. Cette face peut comprendre avantageusement l'ouverture 13 pour offrir plus aisément un diagramme de rayonnement homogène dans le plan horizontal sur 360 autour de la normale à ladite face principale. Le boîtier 11 a alors par exemple une forme de dôme comme représenté en figure 6 avec une face principale Fl d'émission/réception semi sphérique et une face secondaire F2 dans une direction opposée à la face principale. La face secondaire F2 est sensiblement plane et circulaire .
Par exemple, l'élément rayonnant 20 est placé à l'intérieur du boîtier 11 au centre de la face principale Fl, i.e. sous cette forme semi sphérique, et la surface adaptable peut être placé sur la face secondaire F2 en face de l'élément rayonnant 20. Une ouverture 13, composée éventuellement d'ouvertures élémentaires sont situées sur la face principale Fl, autour de l'élément rayonnant 20.
Selon des troisièmes variantes concernant l'élément rayonnant 20 de l'antenne 10, l'élément rayonnant 20 intégré dans le boîtier 11 de l'antenne 10 est lui-même directif, c'est-à-dire qu'il génère un faisceau d'onde électromagnétique We concentré dans une direction.
Eventuellement, l'élément rayonnant 20 est positionné dans le boîtier 11 par rapport à la surface adaptable 30 de telle manière pour émettre et/ou recevoir une onde électromagnétique We principalement directement vers la surface adaptable 30, par une orientation prédéterminée de l'élément rayonnant 20.
Eventuellement, l'élément rayonnant 20 est un monopole ou un dipôle ou un guide d' onde ou un guide d' onde rayonnant ou une antenne planaire. En fait, l'intégration de l'élément rayonnant 20 et de la surface adaptable 30 dans une cavité 12 permet d'utiliser tout type d'élément rayonnant .
Eventuellement, l'élément rayonnant 20 peut être composé d'une pluralité d'éléments actifs. Ces éléments actifs peuvent être spécialisés : un ou plusieurs d'entre eux sont des éléments d'émission d'onde électromagnétique We, et un ou plusieurs d'entre eux sont des éléments de réception d'onde électromagnétique.
L'élément rayonnant 20 peut être spécifié pour une fréquence d'onde particulière ou plusieurs fréquences ou une bande passante comprise entre deux fréquences.
Avantageusement, l'élément rayonnant 20 est adapté en impédance avec l'impédance de la cavité 12, c'est-à-dire la cavité incluant tous ses éléments, e.g. l'ouverture 12 et la surface adaptable 30 et autres. Notamment, il est souvent recherché à respecter une condition de couplage critique pour cette adaptation en impédance. Le facteur de qualité de l'élément rayonnant 20 et de la cavité 12 sont similaires ou identiques.
Selon des quatrièmes variantes concernant la surface adaptable 30, cette surface adaptable 30 recouvre toutes les faces ou surfaces intérieures du boîtier 11. Eventuellement, elle recouvre seulement une portion des faces ou surfaces intérieures du boîtier 11. Optionnellement, la surface adaptable 30 est à l'intérieur du boîtier 11 (dans son volume interne) et à distances de ses faces ou surfaces.
Eventuellement, la surface adaptable 30 est constituée d'éléments réglables 31 répartis dans le boîtier 11 sans périodicité. C'est-à-dire qu'ils ne forment pas une matrice régulière. En fait, ils peuvent presque être réparti aléatoirement ou à des emplacements déterminés pour toute considération. Une grande liberté existe. Cette possibilité est impossible dans les antennes de l'art antérieur de réseau de phase ou de réseau de réflexion qui ont besoin soit d'une périodicité soit de rassemble les éléments dans une zone restreinte pour les illuminer.
Eventuellement, la surface adaptable 30 peut comprendre des premiers éléments réglables accordés à une première fréquence et des seconds éléments réglables accordés à une seconde fréquence. La première fréquence et différente à la seconde fréquence.
Surtout, ces premiers et seconds éléments réglables peuvent être mélangés spatialement à l'intérieur de la cavité, alors dans les antennes de l'art antérieur cette possibilité est impossible du fait des contraintes de distances entre les éléments réglables pour le fonctionnement de ces antennes.
Notamment, pour des applications satellitaires, il est possible d'avoir une antenne compacte adaptée à deux fréquences comme la première fréquence de 20 GHz d'émission et la seconde fréquence de 30 GHz de réception.
La surface adaptable 20 comprend les deux types d'éléments réglables répartis dans la cavité du boîtier.
Eventuellement, la surface adaptable 30 comprend des éléments réglables accordés à une pluralité de fréquences différentes comprises dans une bande passante prédéterminée pour que l'antenne puisse fonctionner dans toute cette bande passante. Eventuellement, la surface adaptable 30 peut être commandée pour obtenir des polarisations choisies de l'onde électromagnétique Wa. Notamment, il est possible d'obtenir avec la surface adaptable 30 une polarisation horizontale, une polarisation verticale, ou toute combinaison de polarisation horizontale et verticale, et donc une polarisation circulaire.
Ainsi, le contrôleur 40 peut déterminer les paramètres également en fonction d'une polarisation souhaitée, qu'elle soit horizontale, verticale ou circulaire .
Selon des cinquièmes variantes, l'antenne 10 peut comprendre dans la cavité d'autres éléments, tels qu'un ou plusieurs écrans 14 de protection ou un ou plusieurs dispositifs réverbérant 15 ou des parois internes, comme représenté en figure 7.
Un écran 14 peut être avantageusement positionné dans la cavité 12 entre l'élément rayonnant et l'ouverture 13 pour limiter un rayonnement direct d'onde électromagnétique de l'élément rayonnant 20 vers l'extérieur du boitier et/ou pour réfléchir les ondes en direction de la surface adaptable 30.
Un dispositif réverbérant 15 peut aussi être positionné dans la cavité 12 pour complexifier les réflexions des ondes électromagnétiques dans la cavité 12.
Grâce à ces dispositions, on assure que les ondes We font une ou plusieurs réflexions à l'intérieur de la cavité 12 de l'antenne 10, ce qui assure qu'elles impactent la surface adaptable 30 au moins une fois, et de préférence plusieurs fois sur une multitude d'éléments réglables 31.
Eventuellement, des parois internes sont à l'intérieur du boîtier 11 et séparent la cavité 12 en une pluralité de compartiments. La surface adaptable 30 ou une partie de la surface adaptable, i.e. des éléments réglables 31, peuvent être placés sur ces parois internes.
L'antenne 10 peut également comprendre dans la cavité 12, un ou plusieurs capteurs internes adaptés pour recevoir l'onde électromagnétique. Ces capteurs internes génèrent des signaux de rétroaction qui sont des mesures ou valeurs de l'onde électromagnétique reçue par les capteurs internes à certaines périodes prédéterminées.
Le contrôleur 40 détermine alors les paramètres de la surface adaptable 30 à partir de la direction souhaitée, comme précédemment, mais également à partir de ces valeurs des capteurs internes.
Ces capteurs internes permettent à l'antenne 10 de conserver durablement ses caractéristiques de directivité et de précision d'inclinaison de l'onde électromagnétique. L'antenne 10 est ainsi plus robuste aux variations temporelles et aux perturbations externes.
La figure 8 montre un deuxième mode de réalisation de l'invention d'une antenne 10 selon l'invention, Cette antenne comprend les mêmes éléments que l'antenne 10 du premier mode de réalisation, et peut avoir les mêmes variantes de manière indépendantes ou combinées entre elles .
Cette antenne 10 a un boîtier 11 sphérique et une surface adaptable 20 sphérique de diamètre inférieur à celui du boîtier, ladite surface adaptable 20 étant positionnée à l'intérieur et au centre du boîtier 11. Le boîtier 11 comprend une très grande ouverture 13 quasiment sur toute la surface du boîtier. En fait, comme déjà explicité, l'ouverture 13 est définie au sens électromagnétique ; c'est-à-dire que c'est une partie du boîtier qui est transparente ou semi réfléchissante pour les ondes électromagnétiques pour que celles-ci puissent entrer et/ou sortir du boîtier 11. Il suffit que cette ouverture soit constituée d'un matériau ayant cette propriété. Dans le cas présent, l'ouverture 13 est avantageusement semi réfléchissante de telle sorte que les ondes électromagnétiques soient réfléchies plusieurs fois entre la surface adaptable 30 et le boitier 11 avant de sortir du boîtier 11 ou d'atteindre l'élément rayonnant 20.
L'élément rayonnant 20 est par exemple situé à proximité de la surface interne du boîtier 11. Avantageusement, cet élément rayonnant 20 est protégé de l'extérieur par un écran 15 : le boîtier 11 est réfléchissant derrière l'élément rayonnant.
Grâce à ces dispositions, l'antenne 10 de ce mode de réalisation est capable d'émettre et/ou recevoir des ondes électromagnétiques sur 360 ° et même dans toute direction de l'espace.
Comme représenté, l'antenne 10 peut comprendre deux ou plus d'éléments rayonnants 20, ce qui améliore ses capacités angulaires.
Enfin, à la lecture de la présente description détaillée, l'homme du métier comprend que de très nombreuses variantes d'une antenne orientable sont réalisables, que cela soit en forme, fréquences, performances de directivité, en fonction de chaque application .
De nombreuses application en transmission de communication et en détections radar sont possibles.
Par exemple, en communication radio, de telles antennes, ayant de capacités d'orientation élevées du faisceau d'onde électromagnétique, pourront être utilisées par paire. Les antennes pourront s ' auto-adapter en directivité pour diriger leur faisceau l'une vers l'autre et améliorer grandement la qualité et la bande passante de la transmission entre les deux antennes.
Par exemple, la technologie de l'antenne selon l'invention peut avoir de grands intérêts en application d'antennes satellitaire par la compacité et ses capacités multi-fréquences .

Claims

REVENDICATIONS
1. Antenne (10) pour émettre et/ou recevoir une onde électromagnétique dans une direction souhaitée, comprenant :
- un élément rayonnant (20) pour émettre et/ou recevoir ladite onde électromagnétique,
- une surface adaptable (30) comprenant une pluralité d'éléments réglables pour modifier une impédance de ladite surface adaptable et pour modifier la manière dont l'onde électromagnétique est réfléchie par ladite surface adaptable, et
- un contrôleur (40) relié à la surface adaptable et qui contrôle les éléments réglables de celle-ci à partir de paramètres, lesdits paramètres étant déterminés à partir de la direction souhaitée de l'onde électromagnétique, l'antenne étant caractérisée en ce que l'élément rayonnant (20) et la surface adaptable (30) sont intégrés à l'intérieur d'un boîtier (11),
ledit boîtier (11) formant une cavité (12) adaptée pour que l'onde électromagnétique soit réfléchie plusieurs fois à l'intérieur du boîtier pour impacter plusieurs fois des éléments réglables de la surface adaptable (30),
ledit boîtier (11) comprenant une ouverture (13) pour que l'onde électromagnétique soit émise vers l'extérieur ou soit reçue de l'extérieur du boîtier, à travers ladite ouverture, et vers/depuis un champ lointain.
2. L'antenne selon l'une des revendications 1, comprenant en outre un écran (15) positionné dans la cavité (12) entre l'élément rayonnant et l'ouverture pour limiter un rayonnement direct d' onde électromagnétique de l'élément rayonnant vers l'extérieur du boîtier et/ou pour réfléchir les ondes en direction de la surface adaptable.
3. L'antenne selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle l'ouverture (13) est constituée de plusieurs ouvertures élémentaires, ces ouvertures élémentaires étant sur une face du boîtier ou sur une pluralité de faces du boîtier.
4. L'antenne selon l'une des revendications 1 a 3 , dans laquelle l'ouverture (13) est constituée au moins partiellement d'un ou plusieurs éléments semi réfléchissants .
5. L'antenne selon la revendication 4, dans laquelle l'élément semi réfléchissant est réalisé par un film métallique mince.
6. L'antenne selon la revendication 4, dans laquelle l'élément semi réfléchissant est réalisé par un réseau de trous dans un élément métallique ou un réseau de formes métallique, un trou ou une forme étant distante d'un/une autre voisin/voisine d'une distance inférieure à la moitié de la longueur d'onde de l'onde électromagnétique.
7. L'antenne selon la revendication 4, dans laquelle l'élément semi réfléchissant a une propriété de transmission électromagnétique qui varie dans la surface de 1' ouverture .
8. L'antenne selon la revendication 7, dans laquelle la propriété de transmission électromagnétique comprend l'amplitude de transmission et/ou la phase de transmission.
9. L'antenne selon l'une des revendications 1 à 8, dans laquelle l'élément semi réfléchissant comprends un ou plusieurs éléments réglables d'ouverture pour modifier la manière dont l'onde électromagnétique est réfléchie et/ou transmise par ladite ouverture, le contrôleur étant relié aux éléments réglables d' ouverture pour les contrôler à partir de paramètres d'ouverture.
10. L'antenne selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle l'élément rayonnant (20) est positionné dans le boîtier pour émettre et/ou recevoir une onde électromagnétique principalement directement vers la surface adaptable (30), par orientation dudit élément dans le boîtier.
11. L'antenne selon l'une des revendications 1 à 10, dans laquelle l'élément rayonnant (20) est adapté en impédance avec l'impédance de la cavité, pour respecter une condition de couplage critique.
12. L'antenne selon l'une des revendications 1 à 11, dans laquelle l'élément rayonnant (20) est choisi dans une liste comprenant un monopole, un dipôle, un guide d'onde, un guide d'onde rayonnant, et une antenne planaire.
13. L'antenne selon l'une des revendications 1 à 12, dans laquelle la surface adaptable (30) recouvre toutes les faces intérieures du boîtier (11) ou une portion des faces intérieures du boîtier ou une ou plusieurs des faces intérieures du boîtier.
14. L'antenne selon l'une des revendications 1 à 13, dans laquelle la surface adaptable (30) est constituée d'éléments réglables répartis dans le boîtier sans périodicité .
15. L'antenne selon l'une des revendications 1 à 14, dans laquelle la surface adaptable (30) comprend des premiers éléments réglables accordés à une première fréquence et des seconds éléments réglables accordés à une seconde fréquence, la première fréquence étant différente de la seconde fréquence.
16. L'antenne selon la revendication 15, dans laquelle les premiers et seconds éléments réglables sont répartis sont spatialement mélangés.
17. L'antenne selon l'une des revendications 1 à 16, dans laquelle la surface adaptable (30) comprend des éléments réglables accordés à une pluralité de fréquences différentes comprises dans une bande passante prédéterminée.
18. L'antenne selon l'une des revendications 1 à 17, dans laquelle le boîtier (11) comprend une face principale, et dans laquelle le boîtier a une dimension d'épaisseur dans une direction perpendiculaire à ladite face principale inférieure aux autres dimensions du boîtier, et la dimension d'épaisseur est supérieure à la moitié de la longueur d'onde de l'onde électromagnétique
19. L'antenne selon l'une des revendications 1 à 18, dans laquelle le boîtier (11) comprend une face principale, et dans laquelle la face principale est de forme semi- sphérique .
20. L'antenne selon l'une des revendications 1 à 19, dans laquelle le contrôleur (40) détermine les paramètres également en fonction d'une polarisation souhaitée.
21. L'antenne selon l'une des revendications 1 à 20, dans laquelle le contrôleur (40) détermine les paramètres à partir de valeurs de paramètres préenregistrées dans une mémoire, ou par calcul d'un modèle ou par un procédé itératif utilisant une information supplémentaire.
22. L'antenne selon la revendication 21, dans laquelle l'information supplémentaire est issues de signaux de capteurs externes situés à l'extérieur du boitier et adaptés pour recevoir l'onde électromagnétique.
23. L'antenne selon l'une des revendications 1 à 22, comprenant en outre un ou plusieurs capteurs internes adaptés pour recevoir l'onde électromagnétique, lesdits capteurs internes étant intégrés à l'intérieur du boîtier, et le contrôleur détermine les paramètres à partir d'une direction souhaitée de l'onde électromagnétique et de valeurs de l'onde électromagnétique reçue par les capteurs internes à certaines périodes prédéterminées.
24. L'antenne selon l'une des revendications 1 à 23, comprenant une pluralité d'éléments rayonnant intégrés à l'intérieur du boîtier.
25. Système de communication radio adapté pour communiquer des communications audio, vidéo, des messages ou des données, ledit système de communication radio comprenant une antenne selon l'une des revendications 1 à 24.
26. Système de détection radar adapté pour localiser des objets dans un espace, ledit système de détection radar comprenant une antenne selon l'une des revendications 1 à 24.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116472645A (zh) * 2020-11-13 2023-07-21 华为技术有限公司 一种波束宽度可控背腔天线

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112640210B (zh) 2018-08-27 2024-07-05 全耐塑料公司 包括至少一个定向天线的车辆车身零件
US11575429B1 (en) 2022-07-08 2023-02-07 Greenerwave Multi-beam and multi-polarization electromagnetic wavefront shaping
US12117517B1 (en) 2024-04-18 2024-10-15 Greenerwave Radar device

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040263408A1 (en) 2003-05-12 2004-12-30 Hrl Laboratories, Llc Adaptive beam forming antenna system using a tunable impedance surface
US20130201068A1 (en) * 2010-04-11 2013-08-08 Broadcom Corporation Programmable antenna having a programmable substrate
US20150130673A1 (en) * 2013-11-12 2015-05-14 Raytheon Company Beam-Steered Wide Bandwidth Electromagnetic Band Gap Antenna
US20160233971A1 (en) 2013-09-18 2016-08-11 Centre National De La Recherche Scientifique - Cnrs Wave Shaping Device, An Electronic Device, And A System
US20170133762A1 (en) * 2015-11-10 2017-05-11 Raytheon Company Directive Fixed Beam Ramp EBG Antenna
US20170352952A1 (en) * 2015-02-24 2017-12-07 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Integrated transceiver with focusing antenna
FR3054940A1 (fr) * 2016-08-04 2018-02-09 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'emission et/ou de reception radioelectrique a ouvertures independantes
US20180076521A1 (en) * 2016-09-14 2018-03-15 Kymeta Corporation Impedance matching for an aperture antenna
FR3056044A1 (fr) * 2016-09-13 2018-03-16 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'emission et/ou de reception radioelectrique a antennes et ouvertures associees independantes

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002103846A1 (fr) * 2001-06-15 2002-12-27 E-Tenna Corporation Antenne a ouverture equipee d'un support a faible impedance
US7855691B2 (en) * 2008-08-07 2010-12-21 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Automotive radar using a metamaterial lens
GB2500520A (en) * 2010-11-16 2013-09-25 Muthukumar Prasad Smart directional radiation protection system for wireless mobile device to reduce sar
CN102394378B (zh) * 2011-11-01 2014-01-22 东南大学 高增益垂直极化全金属扇区天线
US9887456B2 (en) * 2014-02-19 2018-02-06 Kymeta Corporation Dynamic polarization and coupling control from a steerable cylindrically fed holographic antenna
EP3062392A1 (fr) * 2015-02-24 2016-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Réflecteur doté d'un circuit électronique et dispositif d'antenne doté d'un réflecteur

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040263408A1 (en) 2003-05-12 2004-12-30 Hrl Laboratories, Llc Adaptive beam forming antenna system using a tunable impedance surface
US20130201068A1 (en) * 2010-04-11 2013-08-08 Broadcom Corporation Programmable antenna having a programmable substrate
US20160233971A1 (en) 2013-09-18 2016-08-11 Centre National De La Recherche Scientifique - Cnrs Wave Shaping Device, An Electronic Device, And A System
US20150130673A1 (en) * 2013-11-12 2015-05-14 Raytheon Company Beam-Steered Wide Bandwidth Electromagnetic Band Gap Antenna
US20170352952A1 (en) * 2015-02-24 2017-12-07 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Integrated transceiver with focusing antenna
US20170133762A1 (en) * 2015-11-10 2017-05-11 Raytheon Company Directive Fixed Beam Ramp EBG Antenna
FR3054940A1 (fr) * 2016-08-04 2018-02-09 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'emission et/ou de reception radioelectrique a ouvertures independantes
FR3056044A1 (fr) * 2016-09-13 2018-03-16 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'emission et/ou de reception radioelectrique a antennes et ouvertures associees independantes
US20180076521A1 (en) * 2016-09-14 2018-03-15 Kymeta Corporation Impedance matching for an aperture antenna

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116472645A (zh) * 2020-11-13 2023-07-21 华为技术有限公司 一种波束宽度可控背腔天线

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