FR2725077A1 - Lentille hyperfrequence bipolarisation et son application a une antenne a balayage electronique - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet une lentille hyperfréquence du type décrit dans le brevet français 2.469.808, qui soit adaptée pour fonctionner selon deux polarisations croisées. A cet effet, chacun des canaux déphaseurs (D) de la lentille est subdivisé en au mois deux sous-canaux (d1 , d2 ), chacun de ceux-ci étant affecté à l'une des polarisations. Chaque sous-canal comporte, outre des panneaux déphaseurs (P1 , P2 ), des moyens de rotation de 90 deg. de la polarisation de l'onde incidente (PP1 , PP2 ) et des moyens d'adaptation d'impédance (AZ1 , AZ2 ). Une telle lentille est applicable à la constitution d'une antenne à balayage électronique bipolarisation.

Description

LENTILLE HYPERFREQUIENCE BIPOLARISATION

ET SON APPLICATION A UNIE ANTENNE

A BALAYAGE ELECTRONIQUE

La présente invention a pour objet une lentille hyperfréquence bipolarisation, c'est-à-dire une lentille

susceptible de fonctionner selon deux polarisations croisées.

L'invention a également pour objet l'application d'une telle lentille à la constitution d'une antenne à balayage électronique. Il est connu, pour réaliser par exemple une antenne à balayage électronique, d'utiliser une lentille hyperfréquence

formée de panneaux introduisant un déphasage de l'onde électro-

I O10 magnétique hyperfréquence qui les traverse. Chacun de ces panneaux comporte des fils portant des diodes, parallèles les uns aux autres. La commande de l'état passant ou bloqué des diodes permet de faire varier le déphasage conféré à l'onde incidente et, par suite, d'obtenir un balayage électronique. Une telle antenne est par exemple décrite dans le brevet français na 2.469.808. On a illustré son principe sur la figure la en vue partielle éclatée et sur la figure lb, schématiquement, dans le

plan du champ électrique.

Sur la figure la, on a représenté trois panneaux superposés, c'est-à- dire situés dans un même plan, repérés Pl' P2 et P3. Chacun des panneaux est constitué par un Pi' P2etP'Cau support diélectrique 1 sur lequel sont disposés des fils 2 parallèles, portant des diodes 3. Les fils à diodes 2 sont réunis par des conducteurs 7 qui leur sont sensiblement perpendiculaires, utilisés pour la commande de l'état des diodes: dans chacun des panneaux, toutes les diodes sont commandées simultanément et Identiquement à l'aide des conducteurs 7 par des tensions suffisantes pour les rendre conductrices ou non. Les panneaux sont séparés et entourés par des plaques conductrices qui leur sont perpendiculaires, repérées PL PL2 PL3 P' Ll' L2' TA' L Sur la figure lb, on a représenté une pluralité de panneaux tels que P1, P2 et P3, désignés ici par P, disposés dans les canaux formés par les plaques, désignées ici par PL' prises deux à deux. L'ensemble des panneaux P d'un

même canal constitue un déphaseur (D1, D2, D3...).

L'empilement d'une pluralité de déphaseurs constitue une lentille hyperfréquence active qui est éclairée par une source S

(figure la), cette dernière fournissant une onde électroma-

gnétique dont le champ électrique (ou la polarisation) E est perpendiculaire aux plaques PL' A titre d'exemple, on a représenté sur la figure lb la direction de propagation 10 d'une onde incidente et une onde transmise dont la direction 20 est

défléchie par rapport à l'onde incidente.

Les panneaux P étant commandés indépendamment l'un de l'autre, il apparaît que le déphasage qu'ils confèrent à l'onde qui les traverse peut être différent d'un panneau à l'autre. En accolant une pluralité de panneaux les uns derrière les autres dans un même canal sur le trajet de l'onde hyperfréquence, on voit qu'on obtient des déphasages pouvant aller de 0 à 360 , par incréments dont la valeur est liée au nombre de panneaux accolés. En empilant une pluralité de tels déphaseurs, on peut ainsi réaliser un balayage électronique dans un plan parallèle au champ électrique E. Par ailleurs, dans certaines applications, il est nécessaire de pouvoir faire fonctionner une même antenne selon deux polarisations croisées, c'est-à-dire que l'antenne, ou la

lentille, doit pouvoir fonctionner avec une onde électroma-

gnétique dont le champ électrique est dirigé selon une première direction donnée, comme avec une onde dont le champ électrique

est dirigé selon une direction perpendiculaire à la précédente.

De telles antennes ont des applications notamment dans le domaine de l'antibrouillage, de l'amélioration de la détection des cibles et de leur reconnaissance, ainsi que du vol & très

basse altitude.

La présente invention a pour objet une lentille hyperfréquence du type décrit dans le brevet précité, qui soit adaptée pour pouvoir fonctionner selon deux polarisations croisées. Plus précisément, selon l'invention, chacun des canaux déphaseurs précédents est subdivisé en deux sous-canaux dont la hauteur est inférieure ou égale à À /2 et qui sont affectés respectivement aux deux polarisations; à l'intérieur de chaque sous-canal, on dispose, outre des panneaux déphaseurs - des moyens de rotation de 90 de la polarisation de l'onde incidente

- des moyens d'adaptation d'impédance.

D'autres objets, particularités et résultats de

l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à

titre d'exemple non limitatif et illustrée par les dessins annexés, qui représentent - les figures la et lb, déjà décrites, des schémas du dispositif objet du brevet français précité; - la figure 2, une vue générale schématique d'un mode de réalisation de l'antenne bipolarisation selon l'invention; - la figure 3, un mode de réalisation d'un canal déphaseur utilisé dans la structure de la figure 2 - les figures 4a et 4b, des schémas illustrant la structure et le fonctionnement d'un mode de réalisation des moyens déphaseurs utilisés dans le canal de la figure précédente; - les figures 5, 6a et 6b, 7a à 7d, le schéma de panneaux utilisés dans le déphaseur des figures 4a et 4b; - la figure 8, un autre mode de réalisation de la lentille bipolarisation selon l'invention, dans lequel le

balayage électronique se fait selon deux plans perpendiculaires.

Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments.

Par ailleurs, pour simplifier, la description de

l'antenne utilisant la lentille selon l'invention sera faite à l'émission, étant entendu que l'antenne fonctionne, de façon

classique, également à la réception.

La figure 2 représente donc une vue générale schémati-

que d'un mode de réalisation de l'antenne bipolarisatison selon l'invention. Cette antenne est constituée par une lentille

hyperfréquence L, filuminée par des moyens d'émission-

réception (ou source) S d'énergie électromagnétique hyperfréquence. La source S assure l'émission-réception d'une première onde hyperfréquence, schématisée par une flèche 1, se propageant dans une direction OZ et dont la polarisation, illustrée par le vecteur champ électrique de l'onde repéré E1, est parallèle à une direction OX normale à la précédente. La source S assure également l'émission-réception d'une seconde onde hyperfréquence, symbolisée par une flèche 2, dans la même direction OZ mais dont la polarisation, symbolisée par le vecteur champ électrique E2 de l'onde, est parallèle à un axe OY, perpendiculaire aux deux précédents. L'émission des ondes 1 et 2 est réalisable par tout moyen connu. Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 2, ces moyens sont constitués par deux cornets, S1 et S2, émettant respectivement les

ondes 1 et 2.

La lentille L est réalisée de façon analogue à ce qui est représenté sur les figures la et lb, à ceci près que chacun des canaux déphaseurs D est divisé en deux sous-canaux,

repérés d1 et d2.

Plus précisément, la lentille L est constituée par un empilement selon l'axe OX de canaux déphaseurs D, séparés par des plaques conductrices PL' parallèles au plan YOZ et distantes sensiblement de À/2, o À est la longueur d'onde de fonctionnement de la lentille. Les panneaux déphaseurs P sont

disposés, dans les canaux, parallèlement au plan XOY.

Entre les deux plaques PL délimitant le canal D est disposée une troisième plaque conductrice PLI' dite plaque intermédiaire, parallèlement aux deux précédentes; la plaque PL peut être, ou non, disposée à mi-distance entre les plaques PL Chacun des sous-canaux d1 et d2 est donc délimité par l'une des plaques PL et la plaque Intermédiaire PLI' La figure 3 représente de façon plus détaillée un mode

de réalisation d'un des canaux déphaseurs D de la figure 2.

A l'intérieur de chacun des sous-canaux d1 et d2 est disposée une pluralité de cellules de déphasage, formées

chacune de plusieurs panneaux déphaseurs (repérés respective-

ment P1 et P2 pour les sous-canaux d1 et d2), les unes derrière les autres sur le trajet de l'onde hyperfréquence. A titre d'exemple, si on souhaite une valeur de déphasage exprimée sur 5 bits, la succession des cellules de déphasage dans un même sous-canal est la suivante - cellule n 1 déphasage de 180 - cellule n 2 déphasage de 90 - cellule n 3 déphasage de 45 cellule n 4 déphasage de 22,5

- cellule n 5: déphasage de 12,25 .

Le sous-canal d1 comporte donc une pluralité de panneaux P1 permettant de réaliser les cellules nos 2 à 5, suivie par un dispositif PP1 assurant le déphasage de 180 (cellule n 1), ainsi que la rotation de 90 de la polarisation de l'onde qu'il reçoit; le dispositif PP1 est ainsi disposé à une extrémité du sous-canal (extrémité droite dans l'exemple de la figure). Ce sous-canal d1 comporte en outre des moyens d'adaptation d'impédance à ses deux extrémités. Sur la figure, on a désigné par Az1 les moyens d'adaptation d'impédance disposés à l'extrémité opposée au dispositif PpI, ces moyens d'adaptation étant, dans ce mode de réalisation, Intégrés à

l'autre extrémité dans le dispositif PP'1.

Le sous-canal d2 est constitué de la même façon que le sous-canal d1 mais la disposition des éléments est inversée

par rapport à ce dernier, c'est-à-dire qu'on trouve succes-

l10 sivement un dispositif PP2 de déphasage de 180 et de rotation de polarisation, analogue au dispositif PP1, puis les panneaux P2 constituant les cellules nos 2 à 5 et enfin les moyens d'adaptation d'impédance Az2. Il apparaît ainsi que là dispositif PP2 est disposé à une extrémité opposée à celle du

dispositif PP1.

Les dispositifs PPl ou PP2 peuvent être réalisés par tous moyens connus opérant: - un déphasage de 180 de l'onde qui les traverse, sur commande; - une rotation de 90 de la polarisation de l'onde qui les traverse; - une adaptation d'impédance pour éviter que la présence de ces dispositifs n'induise des réflexions parasites

de l'onde qui les traverse.

A titre d'exemple, le déphasage de 180 peut être réalisé par des panneaux déphaseurs P, la rotation de polarisation à l'aide d'un ensemble de panneaux tels que décrit dans l'article "Broad-Band Wide- Angle Quasi-Optical Polarization Rotators' de Noach AMITAY et Adel A.M. SALEH (paru dans la Revue IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. AP-31, n 1, Janvier 1983), l'ensemble étant dimensionné selon les techniques

connues de sorte à être adapté.

En fonctionnement, la lentille L est illuminée par les deux ondes 1 et 2 à polarisations croisées, simultanément ou non. L'onde 1, de polarisation E1 parallèle à OX, peut se propager dans le sous-canal d1 et y rencontre successivement les moyens d'adaptation d'impédance Az1, les cellules de déphasage nos 2 à 5 puis le dispositif PP1 qui lui confère ou non, sur commande, un déphasage de 180 et qui entraîne la rotation de sa polarisation de 90 . L'onde émergeant du sous-canal d1 voit donc son champ électrique E1 désormais

parallèle à la direction OY.

L'onde 2, dont le champ électrique E2 est parallèle aux plaques PL et PLI' ne peut pas se propager dans les sous-canaux d1 et d2 sans précaution particulière. En effet, ainsi qu'il est connu, une onde hyperfréquence ne peut se propager entre deux plaques formant guide d'onde que si la distance h entre deux plaques est supérieure à À /2. Or, ici, h est de l'ordre de À /4 (si la plaque PLI est disposée au milieu du canal D). On dispose alors, dans le sous-canal d2 o on souhaite voir l'onde 2 se propager, une substance diélectrique de remplissage dont la constante diélectrique relative E1' supérieure à celle de l'air (voisine de 1), est telle qu'elle permette la propagation d'une onde. En effet, ainsi qu'il est connu, la longueur d'onde dans un tel milieu devient, pour une propagation du type guidée, c'est-à- dire lorsque le champ E est parallèle aux plaques

G1 ( 1)

AGi () A titre d'exemple, on peut utiliser comme substance de remplissage une mousse de polyuréthane ou équivalent, dont la

constante diélectrique ( E1) est de l'ordre de 2,2.

De la sorte, l'onde 2 peut se propager dans le sous-canal d2 et seulement dans celui-ci. L'onde 2 subit alors sous l'action du dispositif PP2, le cas échéant, un déphasage de 180 et voit sa polarisation tourner de 90 , de sorte à devenir parallèle à OX. L'onde se propage ensuite à travers les différents panneaux déphaseurs P2 des différentes cellules 2 à 5, jusqu'aux moyens d'adaption d'impédance Az2 et émerge du

sous-canal d2 avec une polarisation E2 parallèle à OX.

Il est à noter que la substance diélectrique de remplissage est limitée au seul dispositif PP2' En effet, le champ E2 de l'onde 2 étant, après ce dispositif PP2' perpendiculaire aux plaques PL et PLI' l'onde 2 peut alors se propager dans le canal d2 sans la présence de la substance diélectrique. En outre, l'onde 1, dont le champ E est perpendiculaire aux plaques, peut se propager dans le canal d2: elle traverse le dispositif PP2 qui opère une rotation de son champ électrique E1, celui-ci devenant parallèle aux plaques; la substance diélectrique étant limitée au dispositif PP l'onde 1 ne peut plus continuer à se propager dans le

sous-canal d2.

Les sous-canaux d1 et d2 sont ainsi affectés respectivement aux ondes 1 et 2 et, ce, avec un excellent

découplage (au moins de l'ordre de 70 dB).

En outre, le fait de réaliser les deux sous-canaux à l'aide des mêmes éléments (même s'ils sont disposés de façon inverse) permet d'utiliser un seul et unique circuit de commande

des diodes pour les deux sous-canaux.

L'antenne représentée sur les figures 2 et 3 permet donc l'émission, simultanée ou non, de deux ondes (1 et 2) distinctes et indépendantes, chacune ayant une polarisation

linéaire normale à celle de l'autre.

Les figures 4a et 4b sont des schémas Illustrant la structure et le fonctionnement d'un mode de réalisation particulier du dispositif déphaseur PP1 utilisé dans le canal de la figure précédente, étant entendu que le dispositif PP2

peut avantageusement être réalisé de façon analogue.

Ce dispositif est constitué par un ensemble de trois panneaux, repérés F1, A et F2* Ceux-ci sont disposés sensiblement parallèles les uns aux autres et successivement sur le chemin de l'onde hyperfréquence 1. Plus précisément, les panneaux sont sensiblement normaux à l'axe OZ de propagation de l'onde, dont le champ électrique E1 est parallèle A l'axe OX. Le panneau A est séparé du panneau F1 par une distance

dlA et du panneau F2, par une distance dA2.

La figure 5 représente schématiquement l'un des

panneaux F ou F2.

Ces panneaux sont des panneaux passifs. Ils sont constitués chacun par un support diélectrique 20 sur lequel est disposée une nappe de fils conducteurs f, sensiblement parallèles les uns aux autres, avec un pas d petit,

c'est-à-dire très inférieur à A, de l'ordre de À /10 à A /20.

Les fils f sont par exemple imprimés sur le support 20.

Pour le panneau F1, les fils f sont sensiblement parallèles à l'axe OY, alors que pour le panneau F2, ils sont

parallèles à l'axe OX.

Le panneau A est un panneau actif constitué, comme représenté schématiquement sur la figure 6a, par deux nappes

de fils croisés portant chacun des diodes.

Plus précisément, une des faces d'un support diélec-

trique 21 constituant le panneau porte une nappe de fils fl, parallèles entre eux au pas dA, sur lesquels sont disposées des diodes D1, toutes connectées dans le même sens. Sur l'autre face du support 21 est disposée une autre nappe de fils, repérés f2' parallèles entre eux et distants d'une distance dA, portant des diodes D2, également toutes connectées dans le même sens. Les fils fl sont sensiblement perpendiculaires aux fils f2. La distance dA est de l'ordre de la longueur

d'onde et, plus précisément, de l'ordre de A/2.

La figure 4b est un schéma permettant d'expliquer le

fonctionnement du dispositif PPl.

On a représenté le premier panneau F1 par ses fils f parallèles à la direction OY, le troisième panneau F2 par ses fils f parallèles à OX et le panneau A, par l'un de ses fils f1 qui fait un angle sensiblement de + 45 avec l'axe OX et l'un de ses fils f2 qui fait un angle sensiblement de +45

avec l'axe OY.

Les panneaux tels que F1 et F2 fonctionnent de la manière suivante lorsque le champ électrique de l'onde Incidente est perpendiculaire aux fils constituant le panneau, celui-ci est transparent, - lorsque le champ électrique est parallèle aux fils

du panneau, celui-ci est réfléchissant.

Le panneau A fonctionne comme suit: lorsque les diodes de l'une des nappes de fils, par exemple les diodes D des fils fi, sont polarisées de sorte à être conductrices, les diodes de l'autre nappe de fils (D2) étant polarisées de sorte à être bloquées, seule une onde hyperfréquence dont le champ électrique est parallèle aux fils fi peut être transmise par le panneau A. De même, lorsque les diodes D1 sont bloquées et les diodes D2 conductrices, seule une onde dont le champ

électrique est parallèle aux fils f2 peut être transmise.

Le fonctionnement des trois panneaux est résumé sur

la figure 4b.

Dans un premier mode de fonctionnement (mode 1), le champ électrique E de l'onde hyperfréquence 1 appliquée au dispositif est parallèle à OX. Cette onde est donc intégralement transmise par le panneau F1: flèche 11 sur la figure. Dans ce mode de fonctionnement, les diodes D1 sont polarisées dans le sens direct alors que les diodes D2 sont bloquées, et donc seule la composante de l'onde dont la polarisation (c'est-à-dire le champ électrique) est parallèle aux fils fl peut être transmise par le panneau A: flèche 12 sur la figure. Enfin, le panneau F2 a pour fonction d'apporter un complément de rotation (45 ) de la polarisation de l'onde issue du panneau A: il ne transmet que la composante de l'onde dont la polarisation est perpendiculaire à ses fils, c'est-à-dire parallèle à OY: flèche 13. Il apparaît donc que, dans ce premier mode de fonctionnement, la polarisation de l'onde, initialement parallèle à OX, devient parallèle à OY en sortie du dispositif, et dirigée vers les Y négatifs (avec les conventions de signe

illustrées sur la figure).

Dans le deuxième mode de fonctionnement (mode 2), ce sont les diodes D2 qui sont polarisées dans le sens direct et les diodes D1 qui sont bloquées. De façon analogue, on voit que l'onde 1 dont le champ électrique E1 est parallèle à OX est transmise par le panneau F1 (flèche 21), que seule la composante de cette onde dont le champ est parallèle aux fils f2 est transmise par le panneau A (flèche 22), et que l'onde émergeant (flèche 23) du panneau F2 subit un complément de rotation de son champ électrique, qui devient parallèle à l'axe

OY comme précédemment, mais dirigée vers les Y positifs.

Il apparaît ainsi que, selon la commande du panneau A, c'est-à-dire selon le courant de polarisation appliqué aux diodes qu'il porte, l'onde émergente voit son champ électrique dirigé vers les Y positifs ou vers les Y négatifs: on a ainsi obtenu un déphasage relatif de 180 entre les modes de

fonctionnement 1 et 2.

Il est à noter par ailleurs que, si le dispositif reçoit une onde hyperfréquence polarisée linéairement dont le champ électrique est parallèle à OX, le panneau F1 n'est pas utile de ce point de vue. Toutefois, des moyens d'adaptation d'impédance doivent de préférence être prévus, de sorte à limiter au maximum les pertes et réflexions multiples. Le

panneau F1 peut être utilisé à cette fin.

Le fonctionnement décrit ci-dessus correspond au cas o la distance entre deux plaques (PL et PLi) limitant un sous-canal est supérieure à t/2, pour qu'une onde puisse s'y propager. Lorsque, au contraire, cette distance est de l'ordre de -ou inférieure à- À /2, on sait qu'une onde dont le champ électrique est parallèle aux parois 41 et 42 ne peut pas se propager dans une telle structure. Selon l'invention, on dispose alors dans la structure, au moins à partir du panneau A, une substance diélectrique de remplissage dont la constante diélectrique relative e1, supérieure à celle de l'air (E, voisine de 1), est telle qu'elle permette la propagation d'une onde, quelle que soit la direction de son champ électrique. En effet, ainsi qu'il est connu, la longueur d'onde dans un tel milieu devient - pour une propagation du type espace libre, c'est-à-dire lorsque le champ E est parallèle à l'axe Oy A1:=A //cl - pour une propagation du type guidée, c'est-à-dire lorsque le champ E est parallèle à l'axe Ox: G1 donnée par

l'expression (1) ci-dessus.

A titre d'exemple, on peut utiliser comme substance de remplissage une mousse de polyuréthane ou équivalent, dont la

constante diélectrique ( E1) est de l'ordre de 2,2.

Il peut être noté enfin que les panneaux F1 et F2 peuvent être réalisés par d'autres moyens que des fils conducteurs parallèles et serrés, tels que des circuits

hyperfréquences à composants passifs.

La figure 6b représente un mode de réalisation du

panneau A utilisé dans le dispositif précédent.

Ce panneau est formé à partir du substrat diélectrique 21 sur lequel sont disposées, sur chacune de ses faces, des pastilles capacitives sensiblement circulaires, disposées en lignes et en colonnes de sorte que les pastilles 31 de l'une des faces soient en vis-à-vis des pastilles 32 de l'autre face. Les pastilles 31 sont reliées électriquement les unes aux autres par les conducteurs fi et les pastilles 32, par les conducteurs f2 En outre, entre deux pastilles sont disposées les diodes D1 et D2 sur les conducteurs fl et f2' respectivement,

une seule diode dans l'exemple de la figure.

Les pastilles ont pour fonction de réaliser l'adapta-

tion d'impédance du panneau. Il est à noter qu'elles sont représentées sous forme de disques circulaires mals qu'elles peuvent avoir des formes différentes (anneaux, surfaces présentant des découpages, etc...), une telle forme étant alors déterminée expérimentalement en vue d'améliorer l'adaptation

d'impédance du panneau, de même que la largeur des conduc-

teurs fl et f2, le diamètre des pastilles, le pas et les

caractéristiques des diodes.

Les figures 7a à 7d représentent un mode de réalisation pratique du panneau A, adapté à l'insertion dans un sous-canal, à partir d'un schéma du type de celui de la figure 6b. Selon ce mode, le panneau A est constitué à partir du substrat isolant 30, réalisé par exemple en matériau stratifié verre-résine, disposé entre les plaques 41 et 42. Dans des trous réalisés dans le substrat 30 sont disposées et fixées les diodes

d1 et d2.

La figure 7a illustre une première face, 31, du substrat 30. Emergent de cette face deux rangées de diodes, alternativement les diodes d1 et d2, fixées dans le substrat. La face 31 porte des disques 63, ou demi-disques au voisinage des plaques, disposés en quinconce. Seules les diodes d1 sont électriquement reliées de façon non représentée, par soudure par exemple, à ces disques 63. Les demi-disques 63 sont interconnectés par des conducteurs 61 (en haut du schéma) et 62 (en bas). Pour la clarté du dessin, les parties métallisées, bien que non vues en coupe, ont été hachurées, ainsi que les diodes (d1) qui leur sont connectées. Par rapport au schéma de la figure 3, les conducteurs f1 réduits

au minimum.

La figure 7b est le schéma électrique du circuit de la face 31. On voit que les diodes d1 sont reliées deux à deux en série, les paires de diodes étant montées en parallèle entre leurs connexions de polarisation, formées par les conducteurs 61

et 62.

La figure 7c illustre l'autre face, repérée 32, du substrat 30. La face 32 porte, comme la face 31, des cercles ou demi-disques 63 disposés en quiconce, électriquement reliés aux seules diodes d2, et électriquement reliés à des conducteurs 61 et 62 d'alimentation des diodes. Les différents éléments sont

hachurés avec la même symbolique que précédemment.

La figure 7d est le schéma électrique du circuit de la face 32. Il apparaît que, comme pour la face 31, les diodes (d2, ici) sont reliées deux à deux en série et en parallèle entre leurs connexions de polarisation. De préférence, ces dernières sont également formées par les conducteurs 61 et 62 et les diodes d montées dans le sens inverse des diodes d1; 2 1 de la sorte, une différence de potentiel appliquée entre les deux plaques, dans un premier sens, polarise l'une des séries de diodes (par exemple d1) dans le sens direct et l'autre série (d2), dans le sens bloqué. La même différence de potentiel appliquée dans l'autre sens permet au contraire de bloquer les diodes d1 tout en polarisant les diodes d2 dans

le sens direct.

Il est à noter que lorsque les dispositifs Pp1 ou PP2 sont réalisés comme décrit ci-dessus, figures 4-7, la propagation de l'onde E est interdite dans le canal d (figure 3) dès le premier panneau (F1) des dispositifs PP2, dont les fils sont parallèles à sa polarisation. Dans ce cas, les moyens d'adaptation d'impédance Azi du canal d peuvent être réalisés, à titre d'exemple, comme décrit dans l'article Intitulé "Design of corrugated plates for Phased Array Matching", paru dans la revue IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. AP-16, N 1 de Janvier 1968 (page 37 et suivantes); les moyens Az1 sont constitués par un iris disposé comme indiqué sur la figure 7 de cet article, en avant

du court-circuit que forme le panneau F1 dans le canal d2.

La figure 8 représente un autre mode de réalisation de la lentille bipolarisation selon l'invention, dans lequel le

balayage électronique se fait selon deux plans perpendiculaires.

Dans ce mode de réalisation, le système est formé de deux lentilles L1 et L2 disposées successivement dans - la direction OZ de propagation de l'énergie hyperfréquence. La première lentille L1 est constituée par exemple commne la lentille L de la figure 2, avec ses plaques PL parallèles au plan YOZ. La deuxième lentille L2 est analogue à la lentille L1 mais tournée de 90 , c'est-à-dire que ses plaques PL sont parallèles au plan XOZ. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 7, l'ensemble comporte encore des moyens

d'adaptation d'impédance A disposés après la lentille L2.

Ceux-ci sont constitués par exemple par une lame diélectrique qui peut être typiquement disposée à environ X/4 de la face de sortie de la lentille L2, avoir une épaisseur (selon l'axe OZ) de l'ordre de À /2 et une constante diélectrique de l'ordre de 3. Dans une variante de réalisation, on dispose également une lame diélectrique d'adaptation, analogue à la lame Az, entre les deux lentilles L1 et L2. De tels moyens Az sont utilisés pour parfaire l'adaptation d'impédance pour l'onde dont la polarisation est parallèle aux canaux; ces moyens sont constitués par exemple par une susceptance qui n'a d'effet que

sur l'onde voulue.

On a ainsi réalisé une antenne à balayage électronique selon deux plans orthogonaux et fonctionnant selon deux

polarisations croisées.

Claims (10)

REVEND I CATIONS

1. Lentille hyperfréquence susceptible de recevoir une onde électromagnétique se propageant sur une première direction (OZ), la lentille comportant une pluralité de canaux déphaseurs (D) empilés selon une deuxième direction (OX), sensiblement normale à la première et séparés les uns des autres par des plaques conductrices (PL) sensiblement perpendiculaires à la deuxième direction (OX), chacun des canaux comportant une pluralité de panneaux déphaseurs (P) disposés sensiblement perpendiculairement à la première direction (OZ), chacun des panneaux (P) portant des fils conducteurs (2) sensiblement parallèles à la deuxième direction (OX) et portant des diodes (3), la commande de l'état passant ou bloqué des diodes d'un panneau permettant de faire varier le déphasage provoqué par le panneau sur l'onde qui le traverse; la lentile étant caractérisée par le fait que chacun des canaux est divisé en au moins deux sous-canaux (dl, d2) à l'aide d'une plaque conductrice intermédiaire (PLI), disposée entre deux plaques (PL) et sensiblement parallèlement à celle-ci; que la distance entre une plaque intermédiaire (PLI) et une plaque conductrice voisine est inférieure ou égale à la demi-longueur d'onde de fonctionnement de la lentille, que les deux sous-canaux (d1, d2) sont affectés respectivement à deux ondes (1, 2) dont les champs électriques (El, E2) sont orthogonaux, les sous-canaux comportant chacun une pluralité de panneaux déphaseurs (P1, P2), des moyens de rotation de de la polarisation de l'onde incidente (PP1' PP2) et des

moyens d'adaptation d'impédance (AzM, Az2).

2. Lentffile selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le premier des sous-canaux (d1) est affecté à celle des ondes (1) dont le champ électrique (E1) est sensiblement normal aux plaques (PL' PLI), et qu'il comporte successivement, sur le trajet de l'onde (1) - les moyens d'adaptation (Az1) - les panneaux déphaseurs (P1) - des premiers moyens (Pp1) assurant un déphasage de 180 de l'onde qui les traverse, sur commande; une rotation de 90 de la polarisation de l'onde qui les traverse;

10. une adaptation d'impédance.

3. Lentille selon l'une des revendications précé-

dentes, caractérisée par le fait que le deuxième des sous-canaux

(d2) est affecté à celle des ondes (2) dont le champ électri-

que (E2) est sensiblement parallèle aux plaques (PL' PLI), et qu'il comporte successivement, sur le trajet de l'onde (2) - des deuxièmes moyens (Pp2) assurant un déphasage de 180 de l'onde qui les traverse, sur commande; 20. une rotation de 90 de la polarisation de l'onde qui les traverse; une adaptation d'impédance; - les panneaux déphaseurs (P2);

- les moyens d'adaptation (Az2).

4. Lentille selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les premiers moyens (Ppl) comportent, disposés successivement sur le trajet de l'onde électromagnétique et dans une substance diélectrique de remplissage dont la constante diélectrique est choisie pour permettre la propagation d'une onde hyperfréquence dont le champ électrique est parallèle aux plaques: - des moyens actifs (A) assurant la rotation de la polarisation (E) d'une onde incidente (10) de sensiblement +45 ou -45 , selon la commande qu'il reçoit - des moyens passifs (F2), assurant un complément de rotation de 45 de la polarisation de l'onde issue des moyens actifs.

5. Lentille selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les moyens passifs comportent un premier panneau (F2) disposé sensiblement perpendiculairement à la première direction (OZ), le premier panneau comportant une nappe de fils conducteurs (f) sensiblement parallèles à la deuxième direction (OX), les fils (f) étant disposés à un pas (d)

petit devant la longueur d'onde de fonctionnement de la lentille.

6. Lentille selon la revendication 5, caractérisée par le fait que les moyens passifs comportent en outre un deuxième panneau (F1), disposé sensiblement parallèlement au premier panneau (F2) et séparé de ce dernier par les moyens actifs (A), le deuxième panneau (F1) comportant une nappe de fils conducteurs (f) sensiblement parallèles à une troisième direction (OY) normale aux deux premières, les fils (f) étant disposés à un pas (d) petit devant la longueur d'onde de

fonctionnement de la lentille.

7. Lentille selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les moyens actifs (A) comportent deux nappes de fils (fi' f2) portant chacun des diodes (D1, D2), que les fils (fl) de la première nappe sont disposés dans un plan sensiblement perpendiculaire à la première direction (OZ), sensiblement parallèles entre eux, à un pas donné (dA); qu'ils font avec la deuxième direction (OX), un angle de sensiblement *45 ; qu'ils portent des diodes (D1) toutes connectées dans le même sens; que les fils (f2) de la deuxième nappe sont disposés dans un plan sensiblement perpendiculaire à la première direction (OZ), sensiblement parallèles entre eux au même pas donné (dA), qu'ils font avec une troisième direction (OY), perpendiculaires aux deux premières directions, un angle de sensiblement +45 , et qu'ils

portent des diodes (D2) toutes connectées dans le même sens.

8. Lentille selon les revendications 2 et 3,

caractérisée par le fait que les deuxièmes moyens (Pp2) sont analogues aux premiers moyens (Pp1).

9. Antenne à balayage électronique, comportant des moyens (S) d'émission-réception d'une onde électromagnétique et une lentille hyperfréquence disposée sur le trajet de cette onde, caractérisée par le fait que la lentflle (L) est

constituée selon l'une des revendications précédentes et que les

moyens d'émission-réception assurent l'émission-réception de deux ondes électromagnétiques dont les champs électriques

respectifs sont orthogonaux.

10. Antenne selon la revendication 9, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre, disposées après la lentille (L1), et parallèlement à celle-ci, une deuxième lentille (L2), analogue à la première lentille mais tournée de 90 par

rapport à celle-ci.