FR2717312A1 - Directional directional transmitter. - Google Patents
Directional directional transmitter. Download PDFInfo
- Publication number
- FR2717312A1 FR2717312A1 FR8417968A FR8417968A FR2717312A1 FR 2717312 A1 FR2717312 A1 FR 2717312A1 FR 8417968 A FR8417968 A FR 8417968A FR 8417968 A FR8417968 A FR 8417968A FR 2717312 A1 FR2717312 A1 FR 2717312A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- energy
- antennas
- transmitter according
- radiated
- antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
- H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
- H01Q19/12—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave
- H01Q19/17—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave the primary radiating source comprising two or more radiating elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/002—Protection against seismic waves, thermal radiation or other disturbances, e.g. nuclear explosion; Arrangements for improving the power handling capability of an antenna
-
- 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
- H01Q3/26—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 relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/2658—Phased-array fed focussing structure
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
L'invention concerne un émetteur directionnel orientable. Un grand nombre d'antennes distinctes (20) sous forme de dipôles, pouvant également être des cornets, se trouve dans un plan non focal et rayonne de l'énergie suivant un certain réglage de phase et, ou bien d'amplitude si bien que les contributions des antennes respectives se combinent de manière constructive pour former un faisceau placé dans une direction voulue. Le grand nombre d'antennes distinctes permet de rayonner une puissance beaucoup plus élevée que cela ne serait possible à l'aide d'une unique antenne matériellement placée au foyer.The invention relates to a steerable directional transmitter. A large number of separate antennas (20) in the form of dipoles, which may also be horns, are in a non-focal plane and radiate energy with a certain phase and / or amplitude adjustment so that the contributions of the respective antennas combine constructively to form a beam placed in a desired direction. The large number of separate antennas allows a much higher power to be radiated than would be possible with the aid of a single antenna physically placed at the focus.
Description
La présente invention concerne des émetteurs direction-The present invention relates to directional transmitters
nels orientables et vise à produire un émetteur qui peut rayonner des niveaux de puissance relativement élevés tout en permettant un ajustement précis de la direction du faisceau émis. L'invention convient à l'émission d'une énergie électromagnétique micro-onde It is intended to produce a transmitter that can radiate relatively high power levels while allowing a precise adjustment of the direction of the emitted beam. The invention is suitable for emitting microwave electromagnetic energy
à des fréquences qui sont typiquement utilisées dans les appli- at frequencies that are typically used in
cations des radars ou en vue de certains types de communications. radar or for certain types of communications.
Selon l'invention, un émetteur comporte un moyen servant à former et à émettre un faisceau orientable focalisé d'énergie électromagnétique; plusieurs éléments d'antenne placés dans un plan non focal du moyen de formation de faisceau, et un moyen servant à commander les phases relatives de l'énergie rayonnée par les différents éléments de façon que l'énergie se combine pour produire sur un mode constructif un faisceau se trouvant suivant According to the invention, an emitter comprises means for forming and emitting a focused orientable beam of electromagnetic energy; a plurality of antenna elements placed in a non-focal plane of the beam forming means, and means for controlling the relative phases of the energy radiated by the different elements so that the energy combines to produce in a constructive manner a beam lying next
une direction prédéterminée et semblant provenir d'un foyer. a predetermined direction and seeming to come from a home.
Classiquement, un seul élément d'antenne sera matériel- Conventionally, a single antenna element will be
lement placé au niveau du foyer et, dans cette invention, puisque l'énergie totale du faisceau reçoit des contributions de plusieurs éléments d'antenne distincts, l'énergie totale émise peut être très supérieure à celle pouvant être produite par une seule antenne, tandis que, en pratique, le nombre des éléments peut être At this point, since the total energy of the beam receives contributions from several distinct antenna elements, the total energy emitted can be much greater than that which can be produced by a single antenna, while that, in practice, the number of elements can be
très grand.very large.
Pour optimiser la forme et le profil du faisceau émis, il est préférable de prévoir également un moyen permettant d'ajuster l'amplitude de l'énergie rayonnée par les éléments distincts. Le fait d'ajuster à la fois l'amplitude et la phase de l'énergie électromagnétique rayonnée permet d'exercer une action très précise To optimize the shape and the profile of the emitted beam, it is preferable to also provide means for adjusting the amplitude of the energy radiated by the distinct elements. Adjusting both the amplitude and the phase of the radiated electromagnetic energy makes it possible to exert a very precise action
sur la direction de visée et la largeur du faisceau émis. on the aiming direction and the width of the transmitted beam.
Chaque antenne peut être associée à un oscillateur distinct qui produit l'énergie à rayonner à la haute fréquence voulue. Dans ce cas, les oscillateurs sont verrouillés ensemble de façon que chacun ait une fréquence voulue et une relation de phase voulue par rapport aux autres oscillateurs. Généralement, les oscillateurs doivent fonctionner à la même fréquence, mais, Each antenna can be associated with a separate oscillator that produces the energy to be radiated at the desired high frequency. In this case, the oscillators are locked together so that each has a desired frequency and a desired phase relationship with respect to the other oscillators. Generally, the oscillators must operate at the same frequency, but,
avec une phase relative qui détermine la direction du faisceau. with a relative phase that determines the direction of the beam.
Selon une autre possibilité, un unique oscillateur de haute puissance peut être prévu à partir duquel on peut appliquer ou non des proportions sélectionnées d'énergie à des antennes According to another possibility, a single high power oscillator can be provided from which one can apply or not selected proportions of energy to antennas
sélectionnées. Typiquement, chaque antenne doit recevoir une propor- selected. Typically, each antenna must receive a proportion
tion indiquée de l'énergie totale. De nouveau, un ajustement précis de la phase est nécessaire, et cette autre forme de réalisation se révèle utile dans les cas o la capacité de traitement de puissance des antennes distinctes est notablement inférieure à indicated total energy. Again, a precise adjustment of the phase is necessary, and this other embodiment is useful in cases where the power handling capacity of the separate antennas is significantly less than
celle des oscillateurs.that of the oscillators.
Les antennes distinctes peuvent prendre toute forme convenable. Par exemple, elles peuvent comprendre des cornets de guide d'ondesdistincts placés de façon à éclairer un réflecteur concave qui est ainsi conformé qu'il forme un faisceau ayant la forme et la direction voulues. Selon une autre possibilité, les antennes distinctes peuvent comprendre des dipôles formés à la surface d'un corps diélectrique, lequel constitue lui-même, ou en combinaison avec un autre corps, une lentille qui met l'énergie électromagnétique dans le faisceau vouluw Separate antennas can take any suitable form. For example, they may include separate waveguide horns positioned to illuminate a concave reflector which is shaped to form a beam having the desired shape and direction. Alternatively, the separate antennas may include dipoles formed on the surface of a dielectric body, which itself, or in combination with another body, a lens that places the electromagnetic energy in the desired beam.
La description suivante, conçue à titre d'illustration The following description, designed as an illustration
de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 est un schéma sous forme de blocs qui indique le principe de l'invention; la figure 2 montre un réseau d'antennes sous forme d'antennes dipôles; et la figure 3 montre un réseau d'antennes sous forme de of the invention, aims to give a better understanding of its features and advantages; it is based on the appended drawings, among which: FIG. 1 is a diagram in block form which indicates the principle of the invention; FIG. 2 shows an antenna array in the form of dipole antennas; and FIG. 3 shows a network of antennas in the form of
cornets de guide d'ondes.waveguide cones.
On se reporte à la figure 1, sur laquelle on peut voir un réseau d'éléments d'antennes distincts 1 qui sont chacun associés à un canal d'émission 8; un seul est présenté en détail, mais tous les canaux sont identiques. Chaque canal comporte un oscillateur de fréquence micro-onde 2 qui alimente l'antenne 1 via un dispositif de déphasage ajustable 3 et un atténuateur ajustable 4 Referring to FIG. 1, there can be seen an array of distinct antenna elements 1 which are each associated with a transmission channel 8; only one is presented in detail, but all channels are identical. Each channel comprises a microwave frequency oscillator 2 which supplies the antenna 1 via an adjustable phase-shifting device 3 and an adjustable attenuator 4
déterminant l'amplitude de l'énergie électromagnétique rayonnée. determining the amplitude of the radiated electromagnetic energy.
Les antennes 1 sont placées relativement près les unes des autres si bien que le signal issu de chacune ne se combine qu'avec les autres signaux d'une manière qui est déterminée par leurs faces relatives, c'est-à-dire qu'ils se combinent de manière constructive dans certaines directions et de manière destructive dans d'autres. Les phases relatives sont ainsi choisies que l'énergie se combine de manière constructive dans une direction prédéterminée. Les phases relatives nécessaires à l'obtention de cette combinaison constructive sont produites par un circuit de commande 5 qui fixe les phases voulues pour les différents déphaseurs. Tous les oscillateurs 2 The antennas 1 are placed relatively close to one another so that the signal from each combines with the other signals in a manner that is determined by their relative faces, i.e. constructively combine in some directions and destructively in others. The relative phases are so chosen that the energy constructively combines in a predetermined direction. The relative phases required to obtain this constructive combination are produced by a control circuit 5 which sets the desired phases for the different phase shifters. All oscillators 2
fonctionnent à la même fréquence. operate at the same frequency.
Pour produire un ajustement fin de la combinaison constructive, pour ajuster la largeur du faisceau émis et pour minimiser la production des lobes latéraux non souhaitables, les To produce a fine adjustment of the constructive combination, to adjust the width of the emitted beam and to minimize undesirable side-lobe production, the
amplitudes des signaux distincts sont égalementréglées par l'atténua- The amplitudes of the separate signals are also regulated by the attenuation
teur ajustable 4, de nouveau sous commande du circuit de commande 5. adjustable feeder 4, again under control of the control circuit 5.
De cette manière, un très grand nombre d'antennes distinctes peuvent être alimentées par des oscillateurs séparés 2 et un faisceau de très haute puissance peut être produit par combinaison constructive de l'énergie de tous les canaux émetteurs 8. De manière général, la capacité de traitement de puissance des différentes antennes et de leurs déphaseurs associés peut être assez limitée et l'invention permet d'augmenter la puissance émise indépendamment de ces contraintes particulières, car de l'énergie supplémentaire peut être obtenue par adjonction d'antennes sans que ceci entraîne un sacrifice au niveau des conditions de largeur In this way, a very large number of separate antennas can be powered by separate oscillators 2 and a very high power beam can be produced by constructive combination of the energy of all the transmitting channels 8. the power processing of the different antennas and their associated phase shifters can be quite limited and the invention makes it possible to increase the power emitted independently of these particular constraints, since additional energy can be obtained by adding antennas without this causes a sacrifice in the conditions of width
du faisceau.beam.
Une forme de l'invention est représentée sur la figure 2, o un certain nombre d'antennes dipôles 20 distinctes sont formées sur la surface plane d'un corps diélectrique 21. Les antennes dipôles pourraient être faites sous forme d'une partie d'un circuit intégré One form of the invention is shown in FIG. 2, where a number of separate dipole antennas 20 are formed on the flat surface of a dielectric body 21. The dipole antennas could be made as part of a an integrated circuit
micro-onde monolithique qui comporte au moins l'étage final d'ampli- monolithic microwave which comprises at least the final amplifier stage
fication, et elles pourraient être faites en arséniure de gallium ouen silicium. Le corps diélectrique lui-même se présente sous la forme d'une lentille qui réfracte l'énergie produite au niveau des antennes distinctes 20. Les propriétés de la lentille diélectrique sont cation, and they could be made of gallium arsenide or silicon. The dielectric body itself is in the form of a lens that refracts the energy produced at the separate antennas 20. The properties of the dielectric lens are
telles que les faisceaux formés par les antennes distinctes 20 sem- such as the beams formed by the separate antennas 20 semi-
blent provenir d'une source ponctuelle, ou foyer, se trouvant dans un plan focal 22. La puissance combinée de toutes les antennes 20, qui sont placées dans un plan non focal, est très supérieure à The combined power of all the antennas 20, which are placed in a non-focal plane, is very much greater than that of a point source, or focus, located in a focal plane.
ce qui pourrait être produit par une antenne unique placée précisé- what could be produced by a single antenna placed
ment en un foyer se trouvant dans le plan 22. Ces antennes dipôles peuvent prendre toute forme convenable dans laquelle les dipôles The dipole antennas may take any suitable form in which the dipoles
sont faits sous forme de dépôt métallique sur des régions super- are made in the form of a metal deposit on
ficielles localisées de la lentille diélectrique. Comme cela est connu, l'énergie rayonnée par les dipôles se propage de préférence dans le matériau diélectrique et peut être conforméepar l'effet Localized software of the dielectric lens. As is known, the energy radiated by the dipoles propagates preferably in the dielectric material and can be shaped by the effect
de lentille de la surface extérieure incurvée 23 de la lentille. lens of the curved outer surface 23 of the lens.
En modifiant les phases relatives de l'énergie rayonnée par les antennes 20, on peut décaler la position du foyer à l'intérieur du plan 22. Ainsi, on peut le décaler d'un point 24 situé sur l'axe jusqu'à un point 25 amenant le faisceau émis à viser une direction différente, le décalage angulaire e dépendant du décallage latéral A du foyer. Ce décalage de direction n'est obtenu que par ajustement de la phase et de l'amplitude des différentes antennes 20 en fonction des explications données en By modifying the relative phases of the energy radiated by the antennas 20, it is possible to shift the position of the focus inside the plane 22. Thus, it can be shifted from a point 24 located on the axis to a point 25 causing the emitted beam to aim a different direction, the angular offset e depending on the lateral offset A focus. This offset of direction is obtained only by adjusting the phase and the amplitude of the different antennas 20 according to the explanations given in FIG.
relation avec la figure 1.relationship with Figure 1.
Un autre mode de réalisation de l'invention est présenté sur la figure 3, o plusieurs antennes distinctes 30, sous forme de cornets de guide d'ondes, sont placées dans un plan unique situé en avant d'un réflecteur d'antenne incurvé 31. De nouveau, on ajuste les phases et les amplitudes des signaux rayonnés par les antennes distinctes de façon que l'énergie semble venir Another embodiment of the invention is shown in FIG. 3, where several distinct antennae 30, in the form of waveguide horns, are placed in a single plane situated in front of a curved antenna reflector. Again, the phases and amplitudes of the signals radiated by the separate antennas are adjusted so that the energy appears to come
d'une source ponctuelle d'énergie, ou foyer, située dans un plan 32. a point source of energy, or focus, located in a plane 32.
En modifiant la phase et l'amplitude de l'énergie rayonnée, il est possible de décaller le foyer à l'intérieur du plan 32, du point 33 jusqu'au point 34, ce qui amène le faisceau à être émis dans une direction différente. Il est possible de désaxer la position des antennes 30 par rapport à l'axe du faisceau formé par le réflecteur 31 de sorte que celui-ci n'arrête pas, ou ne fasse pas obstacle, à l'énergie rayonnée. Si cela est commode, il est possible d'employer By changing the phase and the amplitude of the radiated energy, it is possible to shift the focus inside the plane 32, from point 33 to point 34, which causes the beam to be emitted in a different direction . It is possible to offset the position of the antennas 30 relative to the axis of the beam formed by the reflector 31 so that it does not stop, or do not obstruct, the radiated energy. If it is convenient, it is possible to use
un système Cassegrain utilisant un sous-réflecteur. a Cassegrain system using a subreflector.
Dans les deux cas représentés sur les figures 2 et 3, on peut ajuster la phase et l'amplitude sur un très large intervale de façon que la position du foyer puisse être de même modifiée dans une grande mesure. Comme on peut prévoir un très grand nombre d'éléments d'antenne, la puissance émise totale est elle-même In the two cases shown in FIGS. 2 and 3, the phase and the amplitude can be adjusted over a very wide interval so that the position of the hearth can also be modified to a large extent. As can be expected a very large number of antenna elements, the total power emitted is itself
grande, de manière correspondante.large, correspondingly.
Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, Of course, those skilled in the art will be able to imagine
à partir du dispositif dont la description vient d'être donnée from the device whose description has just been given
à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses merely illustrative and in no way limitative, various
variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. variants and modifications that are not outside the scope of the invention.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB08309890A GB2189650B (en) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | Steerable beam transmitters |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2717312A1 true FR2717312A1 (en) | 1995-09-15 |
Family
ID=10540984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8417968A Withdrawn FR2717312A1 (en) | 1983-04-13 | 1984-11-23 | Directional directional transmitter. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2717312A1 (en) |
| GB (1) | GB2189650B (en) |
| IT (1) | IT8567020A0 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5247843A (en) * | 1990-09-19 | 1993-09-28 | Scientific-Atlanta, Inc. | Apparatus and methods for simulating electromagnetic environments |
| JPH09191213A (en) * | 1995-11-07 | 1997-07-22 | Denso Corp | Opening surface antenna |
| US6246369B1 (en) * | 1999-09-14 | 2001-06-12 | Navsys Corporation | Miniature phased array antenna system |
| WO2011098792A1 (en) * | 2010-02-15 | 2011-08-18 | Bae Systems Plc | Antenna system |
| EP2360785A1 (en) * | 2010-02-15 | 2011-08-24 | BAE SYSTEMS plc | Antenna system |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3775769A (en) * | 1971-10-04 | 1973-11-27 | Raytheon Co | Phased array system |
| US4259674A (en) * | 1979-10-24 | 1981-03-31 | Bell Laboratories | Phased array antenna arrangement with filtering to reduce grating lobes |
-
1983
- 1983-04-13 GB GB08309890A patent/GB2189650B/en not_active Expired
-
1984
- 1984-11-23 FR FR8417968A patent/FR2717312A1/en not_active Withdrawn
-
1985
- 1985-01-10 IT IT8567020A patent/IT8567020A0/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8309890D0 (en) | 1987-10-21 |
| IT8567020A0 (en) | 1985-01-10 |
| GB2189650B (en) | 1988-04-20 |
| GB2189650A (en) | 1987-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6081234A (en) | Beam scanning reflectarray antenna with circular polarization | |
| EP2532046B1 (en) | Flat-plate scanning antenna for land mobile application, vehicle comprising such an antenna, and satellite telecommunication system comprising such a vehicle | |
| EP0899814B1 (en) | Radiating structure | |
| FR2956252A1 (en) | ONBOARD DIRECTIVE FLIGHT ANTENNA, VEHICLE COMPRISING SUCH ANTENNA AND SATELLITE TELECOMMUNICATION SYSTEM COMPRISING SUCH A VEHICLE | |
| CA2821250C (en) | Multi-beam transmission and reception antenna with several sources per beam, antennae systems and satellite telecommunication system including one such antenna | |
| EP0451497B1 (en) | Method for forming the radiation pattern of an active antenna for radar with electronic scanning, and antenna using this method | |
| FR2717312A1 (en) | Directional directional transmitter. | |
| FR3085234A1 (en) | ANTENNA FOR TRANSMITTING AND / OR RECEIVING AN ELECTROMAGNETIC WAVE, AND SYSTEM COMPRISING THE SAME | |
| EP0638956B1 (en) | Active antenna with electronic scanning in azimuth and elevation, particularly for microwave imaging by satellite | |
| CA2327371C (en) | Radiating source for transmitting and receiving antenna designed for installation on board a satellite | |
| EP0762534B1 (en) | Method for enlarging the radiation diagram of an antenna array with elements distributed in a volume | |
| EP1472760A1 (en) | Receiving antenna for multibeam coverage | |
| FR2945674A1 (en) | Beam misaligning device for beam scanning antenna in airplane, has prisms positioned in angular manner along radiation axis and producing inflexion of beam of antenna with variable amplitude relative to angular positioning between prisms | |
| FR2685979A1 (en) | ANTENNA SYSTEM. | |
| EP3155689B1 (en) | Flat antenna for satellite communication | |
| RU2267839C1 (en) | Mirror antenna | |
| GB2234858A (en) | Cassegrain antenna | |
| FR2886771A1 (en) | Airborne weather radar antenna for e.g. meteorological phenomenon detection, has feed waveguide connected by coupling slots to radiating waveguides, where antenna beam pointing angle is varied by varying frequency of wave of feed waveguide | |
| FR2803694A1 (en) | RESONANT CAVITY ANTENNA HAVING A CONFORMING BEAM ACCORDING TO A PREDETERMINED RADIATION DIAGRAM | |
| WO2023218008A1 (en) | Low-profile antenna with two-dimensional electronic scanning | |
| WO2019238643A1 (en) | Beam-forming mispointing system | |
| Ng et al. | True-time-delay steering of dual-band phased-array antenna using laser-switched optical beam forming networks | |
| FR2737612A1 (en) | HYPERFREQUENCY RADIATION SOURCE WITH SERPENT LINES AND FLAT ANTENNA INCORPORATING THE SAME |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |