FR3034268A1 - EHF MULTILAYER RECEIVER RECEIVER WITH ADAPTED FOOTPRINT FOR VERY HIGH CAPACITY COMMUNICATION - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif émetteur et/ou récepteur millimétrique (EHF) comportant au moins deux blocs multicouches empilés et connectés en EHF : - un premier bloc multicouches dit « actif » (31) adapté à assurer des fonctions de transposition et d'amplification ainsi que la distribution d'au moins deux flux en entrée/sortie (33, 34, 41, 42) en fréquence intermédiaires f'1 et f'2 en SHF, vers au moins deux entrées ou sorties « T1 » et « T2 » en ondes millimétriques EHF couplées à un second bloc multicouches rayonnant réalisant au moins deux directions de rayonnement ou lobes dont l'orientation est assurée par ledit premier bloc multicouches actif, - le second bloc « rayonnant » (32) est superposé au premier bloc « actif » par les entrées-sorties (33, 34, 41, 42) et adapté à réaliser plusieurs lobes F'1 et F'2 en EHF distribuant ainsi dans l'espace libre au moins deux flux en entrée/sortie (41, 42) indépendants à au moins deux groupes de clients.The invention relates to a device transmitter and / or millimetric receiver (EHF) comprising at least two multilayer blocks stacked and connected in EHF: - a first multilayer block called "active" (31) adapted to provide transposition functions and amplification as well as the distribution of at least two input / output streams (33, 34, 41, 42) in intermediate frequency f'1 and f'2 in SHF, to at least two inputs or outputs "T1" and "T2" in millimeter-wave EHF coupled to a second radiating multilayer block producing at least two radiation directions or lobes whose orientation is provided by said first active multilayer block, the second "radiating" block (32) is superimposed on the first "active" block By the inputs-outputs (33, 34, 41, 42) and adapted to realize several lobes F'1 and F'2 in EHF thus distributing in the free space at least two input / output streams (41, 42) independent to at least two groups of customers .
Description
1 EMETTEUR-RECEPTEUR EHF MULTICOUCHES A EMPREINTE ADAPTEE POUR COMMUNICATION A TRES HAUTE CAPACITE L'invention concerne un émetteur et/ou récepteur millimétrique 5 (EHF) compact et performant pour un système de communication Point à Multipoint ou « PmP » permettant de réaliser une couverture au sol ou « empreinte » optimisée en fonction de la distribution des clients du système. Elle trouve ses applications dans le domaine des communications très haut débit point à multipoint pour le point d'accès « backhaul » des stations de 10 radio mobile ou des stations du standard WiMAX ou de bornes « Hotspot » WiFi ou encore des entreprises ou des immeubles. Les systèmes PmP sont constitués d'une station centrale distribuant des flux d'informations vers des terminaux connectés aux stations de base de radio mobile, aux bornes « hot spot », immeubles, entreprises, 15 etc. La station centrale distribue ces flux bidirectionnels à ses clients par secteur de trois à six, par exemple. Dans un secteur donné, le flux d'information est envoyé à tous les abonnés qui s'y trouvent et ce flux couvre tout le secteur. Il s'ensuit que le spectre est mal utilisé, que l'énergie envoyée aux clients n'est pas optimisée et donc que la capacité et la portée du 20 système sont limitées. En effet, la surface couverte par le rayonnement de l'antenne étant large, le gain de l'antenne est plus faible, ce qui est défavorable pour le bilan de liaison. Ceci limite en portée l'utilisation de modulations d'ordre élevé (16QAM et plus) en bord de cellule et se traduit par une chute de la capacité du système de télécommunications. De plus, 25 l'ouverture rayonnante de l'antenne étant large, il faut changer de fréquence d'un secteur à l'autre pour éviter les interférences aux recoupements des secteurs. Afin d'augmenter leur capacité ces systèmes utilisent généralement des ondes porteuses millimétriques (EHF) car les bandes 30 passantes en fréquence disponibles sont plus larges. Mais les pertes de la propagation sont plus élevées et sont très sensibles aux conditions 3034268 2 atmosphériques notamment en présence de pluie, ce qui va limiter la couverture pour une capacité de système donnée ou symétriquement la capacité du système pour une zone de couverture fixée. Or, même si le spectre large en EHF permet d'obtenir des capacités très supérieures à celles des autres bandes du spectre, la demande en débit ne cesse de croître comme le besoin de couverture. La croissance de la capacité dépend donc de la bonne réutilisation de ce spectre, notamment d'un secteur à l'autre, et la portée dépend du gain du système rayonnant. On pourrait augmenter le nombre de secteurs avec des antennes plus directives, mais l'inconvénient serait d'accroître notablement les prix et notamment la location des sites sur les pylônes ou immeubles qui constitue le poste principal du coût d'opération (OPEX). D'autre part, en augmentant le nombre de secteurs, la place manquerait pour installer les nombreuses antennes sur les immeubles et sur les petits pylônes. En résumé, on doit augmenter la portée et la capacité de la tête de réseau sans augmenter le nombre et la taille des équipements. Afin de mieux comprendre le problème pour améliorer à bon compte les systèmes PmP millimétriques, on définit tout d'abord ce que doit être l'empreinte radioélectrique au sol par rapport à l'empreinte actuelle.The invention relates to a compact and efficient millimeter transmitter and / or receiver 5 (EHF) for a Point-to-Multipoint or "PmP" communication system making it possible to achieve a coverage. ground or "footprint" optimized according to the distribution of system customers. It finds its applications in the field of very high-speed point-to-multipoint communications for the backhaul access point of mobile radio stations or WiMAX standard stations or Wi-Fi hotspot terminals or even businesses or buildings. . PmP systems consist of a central station distributing information flows to terminals connected to mobile radio base stations, hot-spot terminals, buildings, businesses, etc. The central station distributes these bidirectional flows to its customers by sector from three to six, for example. In a given sector, the flow of information is sent to all the subscribers there and this flow covers the entire sector. As a result, the spectrum is misused, the energy sent to customers is not optimized, and therefore the capacity and range of the system is limited. Indeed, the area covered by the radiation of the antenna being wide, the gain of the antenna is lower, which is unfavorable for the link budget. This limits in scope the use of high order modulations (16QAM and more) at the edge of the cell and results in a fall in the capacity of the telecommunications system. In addition, since the radiating aperture of the antenna is wide, it is necessary to change the frequency from one sector to another to avoid interference with the intersections of the sectors. In order to increase their capacity these systems generally use millimeter carrier waves (EHF) because the available frequency bandwidths are wider. But propagation losses are higher and are very sensitive to atmospheric conditions especially in the presence of rain, which will limit the coverage for a given system capacity or symmetrically the capacity of the system for a fixed coverage area. However, even if the broad spectrum in EHF makes it possible to obtain much higher capacities than those of the other bands of the spectrum, the demand for debiting continues to grow as the need for coverage. The growth of capacity therefore depends on the good reuse of this spectrum, especially from one sector to another, and the range depends on the gain of the radiating system. We could increase the number of sectors with antennas more directive, but the disadvantage would be to significantly increase the prices and in particular the rent of the sites on the pylons or buildings which constitutes the principal post of the cost of operation (OPEX). On the other hand, by increasing the number of sectors, the place would be lacking to install the many antennas on buildings and small pylons. In summary, the reach and capacity of the headend must be increased without increasing the number and size of equipment. In order to better understand the problem in order to improve the millimeter PmP systems, we first define what the radio footprint should be in relation to the current footprint.
L'empreinte actuelle est représentée sur les figures 1A et 1B pour une tête de réseau à quatre secteurs, 11, 12, 13, 14. Une tête de réseau 15 éclaire le sol 16 par un lobe. On utilise deux sous-gammes de fréquence F1 et F2 alternées pour ces quatre secteurs, les quatre lobes correspondants sont réalisés par quatre Emetteurs/Récepteurs associés chacun à une antenne sectorielle de 90°. La largeur du spectre de ces sous-gammes est proportionnelle à la capacité à délivrer un ou plusieurs flux d'informations dans chaque secteur. Tous les terminaux dans chaque secteur reçoivent l'énergie du spectre F1 ou celle du spectre F2. On est donc limité en capacité par l'usage du spectre, et en portée par le faible gain des antennes sectorielles.The current footprint is shown in FIGS. 1A and 1B for a four sector headend, 11, 12, 13, 14. A headend 15 illuminates the ground 16 with a lobe. Two alternating frequency sub-ranges F1 and F2 are used for these four sectors, the four corresponding lobes are made by four transmitters / receivers each associated with a sectoral antenna of 90 °. The width of the spectrum of these sub-ranges is proportional to the capacity to deliver one or more information flows in each sector. All the terminals in each sector receive the energy of the spectrum F1 or that of the spectrum F2. It is therefore limited in capacity by the use of the spectrum, and in range by the low gain of sectorial antennas.
3034268 3 L'un des objectifs de l'invention est de vérifier une ou plusieurs des cinq propriétés suivantes dans un secteur donné : une couverture géométrique adaptée à la demande des clients, une réduction des lobes diffus de rayonnement pour éviter que la couverture déborde sur un secteur 5 voisin, une capacité adaptée aux besoins des clients dans chacune des couvertures réalisées dans le secteur, une augmentation notable de la portée et une réalisation à compacité égale à celle de l'art antérieur. Le produit selon l'invention est un émetteur et/ou récepteur EHF qui distribue, dans un secteur donné, au moins deux groupes ou multiplex de 10 canaux de télécommunications de très haute capacité, ces deux groupes de canaux sont distribués dans au moins deux zones correspondant à la répartition de deux groupes de clients visés, ces deux groupes de clients se voyant distribuer une capacité correspondant à leur besoin; le bilan de liaison, la réutilisation du spectre dans le secteur voisin et l'usage de la 15 polarisation croisée sont améliorés respectivement et concomitamment d'un facteur d'au moins deux par rapport à l'état de l'art tout en conservant le même volume spatial ou encombrement. Le terme « produit » dans la description désigne notamment l'émetteur et/ou récepteur avec ses antennes selon l'invention.One of the objectives of the invention is to verify one or more of the following five properties in a given sector: a geometric cover adapted to the customers' request, a reduction of the diffuse lobes of radiation to prevent the cover from overflowing on a neighboring sector 5, a capacity adapted to the needs of customers in each of the covers made in the sector, a significant increase in scope and a realization to compactness equal to that of the prior art. The product according to the invention is an EHF transmitter and / or receiver which distributes, in a given sector, at least two groups or multiplexes of 10 very high capacity telecommunications channels, these two groups of channels are distributed in at least two zones. corresponding to the distribution of two groups of target customers, both groups of customers being allocated a capacity corresponding to their needs; the link budget, the reuse of the spectrum in the neighboring sector and the use of the cross polarization are respectively improved and concomitantly by a factor of at least two compared to the state of the art while maintaining the same spatial volume or bulk. The term "product" in the description refers in particular to the transmitter and / or receiver with its antennas according to the invention.
20 Les termes SHF et EHF désignent des gammes de fréquence selon l'IUT, avec SHF : spécialement haute fréquence correspondant aux ondes centimétriques, EHF : extrêmement haute fréquence correspondant aux ondes millimétriques. L'invention concerne un dispositif émetteur et/ou récepteur 25 millimétrique (EHF) compact et performant en multicouches d'un système de communication permettant de réaliser une couverture au sol ou « empreinte » optimisée en fonction de la topographie des clients par la distribution d'au moins deux flux très haut débit et permettant la réutilisation des fréquences dans les secteurs voisins, l'usage de la polarisation croisée, 30 le doublement de la portée caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux blocs multicouches empilés et connectés en EHF : 3034268 4 - un premier bloc multicouches dit « actif » adapté à assurer des fonctions de transposition et d'amplification ainsi que la distribution d'au moins deux flux en entrée/sortie en fréquence intermédiaires f'1 et f'2 en SHF, vers au moins deux entrées ou sorties «T1» et «T2» en 5 EHF couplées à un second bloc multicouches rayonnant réalisant au moins deux directions de rayonnement ou lobes dont l'orientation est assurée par ledit premier bloc multicouches actif, - le second bloc « rayonnant » est superposé au premier bloc « actif » par les entrées-sorties et adapté à réaliser plusieurs directions ou 10 lobes F'1 et F'2 en EHF distribuant ainsi dans l'espace libre au moins deux flux en entrée/sortie indépendants à au moins deux groupes de clients, la structure du second bloc étant définie afin d'obtenir l'empreinte en gisement désirée, un gain, un rendement, un découplage de la polarisation croisée, un niveau de lobes secondaires 15 définis par un utilisateur. Selon un mode de réalisation, le premier bloc multicouches actif comporte: - au moins deux entrées sorties sur les fréquences intermédiaires transportant les flux différents destinés à un ou plusieurs groupes 20 d'utilisateurs, les flux étant introduits dans un coupleur hybride 90°, dont les sorties sont dirigées vers au moins deux déphaseurs numériques, bande C recevant chacun une commande, afin de positionner les lobes du bloc multicouches rayonnant et couvrir les surfaces désirées où se situent lesdits utilisateurs, 25 - les sorties de chacun de ces déphaseurs étant ensuite filtrées par au moins un filtre de bande afin de limiter en émission comme en réception des phénomènes d'intermodulation générés par les transpositions dans les émetteurs ou récepteurs, chaque signal après filtrage étant introduit sur un composant adapté à transposer, amplifier 30 le signal, les entrées ou sorties de ces composants MMIC étant dirigées sur des transitions «T1» et «T2» micro-ruban vers guides, 3034268 5 lesdits guides EHF assurant la connexion aux éléments rayonnants du bloc multicouches « rayonnant », les composants MMIC recevant un oscillateur local en SHF. Le second bloc multicouches « rayonnant » comporte, par 5 exemple, au moins les éléments suivants : - une première plaque métallique supportant l'ensemble et assurant la connexion des transitions «T1» et «T2» du bloc multicouches actif au moyen d'au moins deux connecteurs, - une couche diélectrique transparent aux ondes assurant le maintien 10 en place, - une couche métallique conductrice réalisant les lignes d'alimentation des éléments rayonnants, - une couche diélectrique substrat des lignes d'alimentation permettant de réaliser un circuit micro-ruban, 15 - une couche constituée d'une colle diélectrique, - une couche constituée d'une feuille métallique percée de deux rangées de fentes gravées, - une couche constituant le diélectrique substrat de l'ensemble de fentes gravées, 20 - une couche métallique comprenant des réseaux de patchs, l'ensemble fente-diélectrique-patch constituant l'élément rayonnant alimenté par les lignes de la couche lesquelles étant reliées aux connecteurs. Selon un mode de réalisation, l'empreinte au sol en gisement est constituée d'au moins deux lobes dont la position en gisement et la largeur 25 sont adaptables en position (gisement) par le multicouches actif et en largeur par le multicouches rayonnant et focalisateur. Le premier bloc actif est, par exemple, réalisé en SHF, spécialement haute fréquence correspondant aux ondes centimétriques. D'autres caractéristiques et avantages du système et du procédé 30 selon l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui 3034268 6 suit donnée à titre illustratif et nullement limitatif annexée des figures qui représentent : - La figure 1A est un exemple d'empreinte selon l'art antérieur, réalisé par un émetteur ou un récepteur et une antenne colonne ou rangée de 5 patchs ou encore par un cornet réalisant un secteur standard de 90°, et la figure 1B schématise le diagramme en site pour la couverture en distance, - La figure 2A est l'empreinte obtenue par un diagramme de rayonnement comportant au moins deux lobes en gisement et de 10 largeur (ouverture) adaptable distribuant des flux d'information différents, et la figure 2B présente le diagramme en site avec une antenne cosécantée rendant la couverture en distance plus homogène, - La figure 3 représente le schéma général du produit final avec deux 15 entrées ou sorties en fréquence intermédiaire en SHF, F'1 et F'2, ses lobes de rayonnement d'antenne en EHF dans le plan du gisement et sa constitution en deux blocs multicouches l'un actif et l'autre rayonnant, - La figure 4, le schéma type pour la réalisation de la partie active 20 (émission ou réception) et la formation d'au moins deux lobes adaptables, - Les figures 5A et 5B, les principes des éléments rayonnants de base et améliorés, - La figure 6 présente l'arrangement multicouches de la partie 25 rayonnante, et - La figure 7, plusieurs exemples de diagrammes possibles du focalisateur selon les paramètres choisis, - Les figures 8A, 8B et 8C, une illustration des colonnes patchs et des lignes d'alimentation.The terms SHF and EHF denote frequency ranges according to the IUT, with SHF: especially high frequency corresponding to centimetric waves, EHF: extremely high frequency corresponding to millimeter waves. The invention relates to a compact and efficient multi-layer transmitter and / or receiver device (EHF) of a communication system that makes it possible to provide ground cover or "footprint" optimized according to the topography of the customers by the distribution of at least two very high-speed streams and allowing the reuse of frequencies in neighboring sectors, the use of cross-polarization, the doubling of the range, characterized in that it comprises at least two multilayer blocks stacked and connected in EHF A first multilayer block called "active" adapted to provide transposition and amplification functions as well as the distribution of at least two intermediate frequency input / output streams f'1 and f'2 in SHF, to at least two inputs or outputs "T1" and "T2" in 5 EHF coupled to a second radiating multilayer block realizing at least two directions of radiation or lobes whose gold It is provided by said first active multilayer block, the second "radiating" block is superimposed on the first "active" block by the input-outputs and adapted to realize several directions or lobes F'1 and F'2 in EHF thus distributing in the free space at least two input / output streams independent of at least two groups of customers, the structure of the second block being defined in order to obtain the desired deposit imprint, a gain, a yield, a decoupling of the cross polarization, a level of user-defined secondary lobes. According to one embodiment, the first active multilayer block comprises: at least two inputs output on the intermediate frequencies carrying the different streams intended for one or more groups of users, the flows being introduced into a 90 ° hybrid coupler, of which the outputs are directed to at least two digital phase shifters, each receiving a control band C, in order to position the lobes of the radiating multilayer block and cover the desired surfaces where said users are located, the outputs of each of these phase-shifters then being filtered by at least one band filter in order to limit in transmission as in reception the intermodulation phenomena generated by the transpositions in the transmitters or receivers, each signal after filtering being introduced on a component adapted to transpose, amplify the signal, the inputs or outputs of these MMIC components being directed on "T1" transitions e These "EHF" guides connect the radiating elements of the "radiating" multilayer block, the MMIC components receiving a local oscillator in SHF. The second "radiating" multilayer block comprises, for example, at least the following elements: a first metal plate supporting the assembly and ensuring the connection of the "T1" and "T2" transitions of the active multilayer block by means of minus two connectors, - a dielectric layer transparent to the waves holding in place, - a conductive metal layer forming the supply lines of the radiating elements, - a dielectric layer substrate supply lines for performing a micro-circuit ribbon, 15 - a layer consisting of a dielectric glue, - a layer consisting of a metal sheet pierced with two rows of etched slots, - a layer constituting the dielectric substrate of the set of etched slots, 20 - a metal layer comprising patch networks, the slot-dielectric-patch assembly constituting the radiating element fed by the lines of the layer which are connected to the connectors. According to one embodiment, the footprint on the ground consists of at least two lobes whose position in the bearing and the width are adaptable in position (bearing) by the active multilayer and in width by the radiating and focusing multilayer. . The first active block is, for example, made in SHF, especially high frequency corresponding to centimetric waves. Other characteristics and advantages of the system and the method according to the invention will appear better on reading the detailed description which follows, given by way of illustration and in no way as limiting, of the figures which represent: FIG. 1A is an example of imprint according to the prior art, made by a transmitter or a receiver and a column antenna or row of 5 patches or by a horn performing a standard sector of 90 °, and Figure 1B schematizes the diagram in site for the cover in FIG. 2A is the imprint obtained by a radiation pattern having at least two lobes in the field and of adaptable width (aperture) distributing different information streams, and FIG. 2B shows the site diagram with a cosecanted antenna making the coverage more homogeneous distance, - Figure 3 represents the general diagram of the final product with two inputs or outputs frequency intermediate SHF, F'1 and F'2, its EHF antenna radiation lobes in the plane of the deposit and its constitution in two multilayer blocks one active and the other radiating, - Figure 4, the standard diagram for the realization of the active part 20 (emission or reception) and the formation of at least two adaptable lobes, - Figures 5A and 5B, the principles of the basic and improved radiating elements, - Figure 6 presents the multilayer arrangement of the radiating portion, and - Figure 7, several examples of possible diagrams of the focuser according to the selected parameters, - Figures 8A, 8B and 8C, an illustration of the patch columns and feed lines.
30 L'invention repose notamment sur l'idée suivante: au lieu d'une couverture quasi uniforme et d'une distribution globale on va, dans chaque 3034268 7 secteur donné, distribuer de la capacité répartie, différentiée et adaptable à des zones prédéfinies dans un secteur donné. Le diagramme de rayonnement de l'antenne associé à un émetteur et/ou récepteur doit disposer d'au moins deux lobes de rayonnement et de faibles lobes 5 secondaires. De plus, l'antenne doit avoir un bon rendement de rayonnement et un bon découplage de polarisation croisée. Cette couverture ou empreinte fournie par le rayonnement de l'antenne doit se faire à taille réduite et équivalente aux équipements existants, antérieurs, (carré de 10cm de côté, par exemple) car le coût de location sur les pylônes et immeubles constitue 10 le poste principal des coûts d'opération (OPEX). L'empreinte type à réaliser est représentée aux figures 2A et 2B. Elle se compose d'au moins deux lobes L1, L2, utilisant des sous-gammes de fréquences F'1 et F'2 à l'intérieur même de chaque secteur 20, 21, 22, 23. Ces lobes L1, L2 sont positionnés vers au moins deux groupes de clients R1, 15 R2 qui recevront chacun une capacité différente et diversifiée correspondant à leurs besoins définis par les largeurs des sous-bandes F'1 et F'2. Le diagramme de rayonnement devra comporter des lobes diffus limités pour ne pas « baver » dans les secteurs voisins (réutilisation du spectre) ainsi qu'une polarisation croisée minimale pour pouvoir doubler la capacité en 20 transportant des informations différentes sur l'autre polarisation de l'onde millimétrique. La structure de l'émetteur et/ou récepteur 25 selon l'invention permet notamment d'obtenir un tel résultat. On a alors deux groupes d'au moins un canal de communication utilisant la même sous-bande de fréquence.The invention is based in particular on the following idea: instead of an almost uniform coverage and a global distribution, in each given sector, distributed, differentiated and adaptable capacity will be distributed to predefined zones in a given sector. The radiation pattern of the antenna associated with a transmitter and / or receiver must have at least two lobes of radiation and weak secondary lobes. In addition, the antenna must have good radiation efficiency and good cross polarization decoupling. This coverage or footprint provided by the radiation of the antenna must be reduced in size and equivalent to existing equipment, prior, (square of 10cm side, for example) because the cost of renting on pylons and buildings is 10 the post Main Operating Costs (OPEX). The typical footprint to be produced is shown in FIGS. 2A and 2B. It consists of at least two lobes L1, L2, using sub-ranges of frequencies F'1 and F'2 within each sector 20, 21, 22, 23. These lobes L1, L2 are positioned to at least two groups of clients R1, R2 which will each receive a different and diversified capacity corresponding to their needs defined by the widths of the sub-bands F'1 and F'2. The radiation pattern should include limited diffuse lobes not to "drool" in neighboring areas (spectrum reuse) as well as minimal cross-polarization to double the capacity by carrying different information on the other polarization of the spectrum. millimeter wave. The structure of the transmitter and / or receiver 25 according to the invention makes it possible to obtain such a result. There are then two groups of at least one communication channel using the same frequency sub-band.
25 Afin de tenir compte de la contrainte d'encombrement limitant les coûts, une solution de même compacité que celle de l'art antérieur nécessite une architecture et un assemblage technologique original qui assurent les propriétés énoncées ci-dessus tout en réduisant les coûts. Ceci implique notamment, par rapport à l'art antérieur, de concevoir des éléments 30 rayonnants autrement qu'avec de simples plaques plus connues sous le nom anglo-saxon « patchs » (pour assurer la compacité) comme par exemple sur 3034268 8 la figure 5A. En effet, plusieurs rangées ou colonnes de patchs, ne peuvent être rapprochées en deçà de 0.7*À (avec À la longueur d'onde du rayonnement) en raison de leurs lignes d'alimentation ce qui va créer des lobes diffus. D'autre part, les colonnes de patchs fournissent un découplage 5 de polarisation d'au mieux 12dB (dans la direction perpendiculaire aux axes S et G figure 3) ce qui rend difficile la séparation des canaux de communications sur les deux polarisations croisées au-delà de l'ordre de modulation QPSK. L'information fournie ou reçue par l'émetteur et/ou récepteur selon 10 l'invention est constituée de deux flux d'informations issus d'au moins deux modems large bande (401, 402, figure 4), ces flux sont transportés sur deux fréquences dites intermédiaires f'1 et f'2 et selon des principes bien connus d'un homme du métier. Ces fréquences intermédiaires transportant les flux seront transposées par le produit en EHF aux fréquences F'1 et F'2 et 15 rayonnées par l'antenne sur les lobes couvrant les surfaces prédéfinies associées à un ou plusieurs groupes d'utilisateurs. L'émetteur/récepteur a les propriétés de diagramme de rayonnement suivantes: gain doublé, position et ouverture adaptables, faibles lobes secondaires, fort découplage en polarisation croisée.In order to take account of the cost-limiting congestion constraint, a solution of the same compactness as that of the prior art requires an original architecture and technological assembly that provides the above-stated properties while reducing costs. This implies, in particular, compared to the prior art, to design radiating elements other than with simple plates better known by the Anglo-Saxon name "patches" (to ensure compactness), for example on the figure 3034268 5A. Indeed, several rows or columns of patches, can not be brought closer than 0.7 * to (with the wavelength of the radiation) because of their supply lines which will create diffuse lobes. On the other hand, the patch columns provide a bias decoupling of at best 12dB (in the direction perpendicular to the S and G axes in FIG. 3) which makes it difficult to separate the communication channels on the two crossed polarizations from one another. beyond the QPSK modulation order. The information provided or received by the transmitter and / or receiver according to the invention consists of two information flows coming from at least two broadband modems (401, 402, FIG. 4), these flows are transported on two intermediate frequencies f'1 and f'2 and according to principles well known to a person skilled in the art. These intermediate frequencies transporting the streams will be transposed by the EHF product at frequencies F'1 and F'2 and radiated by the antenna on the lobes covering the predefined surfaces associated with one or more groups of users. The transmitter / receiver has the following radiation pattern properties: doubled gain, adaptable position and aperture, low side lobes, strong cross polarization decoupling.
20 On décrit ci-après un exemple de produit réalisable en un premier bloc multicouches « actif » et un second bloc multicouches « rayonnant » qui procurent le diagramme de rayonnement souhaité et notamment l'empreinte en gisement désirée, les deux blocs étant empilés et interconnectés. L'émetteur et/ou récepteur très compact selon l'invention (figure 3) 25 est conçu en technologie multicouches comportant différents substrats diélectriques et des couches de métal afin d'une part d'obtenir les propriétés citées précédemment et d'autre part d'obtenir un coût de réalisation réduit. La figure 3 illustre un exemple d'architecture de l'émetteur et/ou récepteur selon l'invention. Le rayonnement est orienté selon deux axes: un 30 axe en site S (vertical) et un axe en gisement G (horizontal). Il est connu que pour faire des antennes plates et compactes, on réalise des antennes par 3034268 9 des éléments rayonnants discrets que l'on couple et que l'on connecte entre eux. Ainsi selon l'axe S on combinera, en colonne, dix à vingt éléments rayonnants de façon à créer un diagramme en site de quelques degrés 12° à 6°, par exemple, afin d'assurer la couverture sur la distance voulue comme il 5 est représenté sur la figure 1B (empreinte en site), les trous de diagrammes seront comblés par l'arrangement selon l'axe S des éléments rayonnants (principe de l'antenne cosécantée) figure 2B (empreinte en site). Afin de réaliser des lobes en gisement dans l'axe G (figures 2A et 3) on utilisera au moins deux rangs ou colonnes d'éléments rayonnants (figures 8A, 8B, 8C).An exemplary product produced in a first "active" multilayer block and a second "radiating" multilayer block that provides the desired radiation pattern and in particular the desired deposit pattern, the two blocks being stacked and interconnected, are described below. . The very compact transmitter and / or receiver according to the invention (FIG. 3) is designed in multilayer technology comprising different dielectric substrates and metal layers in order firstly to obtain the properties mentioned above and secondly to obtain a reduced realization cost. FIG. 3 illustrates an exemplary architecture of the transmitter and / or receiver according to the invention. The radiation is oriented along two axes: an axis in S (vertical) and a G (horizontal) axis. It is known that in order to make flat and compact antennas, antennas are produced by discrete radiating elements which are coupled and connected together. Thus along the axis S one will combine in column, ten to twenty radiating elements so as to create a diagram in site of a few degrees 12 ° to 6 °, for example, in order to ensure coverage on the desired distance as it 5 is shown in Figure 1B (footprint site), the holes of diagrams will be filled by the arrangement along the axis S of the radiating elements (cosecantée antenna principle) Figure 2B (footprint site). In order to make lobes in the G axis (FIGS. 2A and 3), at least two ranks or columns of radiating elements (FIGS. 8A, 8B, 8C) will be used.
10 Les lobes et leur positionnement sont respectivement obtenus par le coupleur C et les déphaseurs numériques (Pi et 02 du circuit actif décrits à la figure 4. Ce produit, émetteur et/ou récepteur, très compact en multicouches comprend, selon les figures 3 et 4, au moins deux blocs 15 multicouches empilés et connectés en EHF: - le premier bloc multicouches 31, dit « actif » assure les fonctions de transposition et d'amplification d'un signal ainsi que la distribution d'au moins deux flux en entrée/sortie 33, 34, 41, 42 (figure 4) en fréquences intermédiaires f'1 et f'2 en SHF, vers au moins deux 20 entrées ou sorties T1 et T2 (471, 472, figure 4) en EHF couplées à un second bloc multicouches rayonnant 32 réalisant au moins deux directions de rayonnement ou lobes dont l'orientation de ces directions ou lobes est assurée par ce premier bloc multicouches actif, - le second bloc multicouches dit « rayonnant », 32, superposé au 25 premier bloc « actif » par les entrées-sorties hyperfréquences T1 et T2 et réalisant des directions ou lobes F'1 et F'2 en EHF distribuant ainsi dans l'espace libre les flux sur les entrées/sorties des modems 41, 42, indépendants à au moins deux groupes de clients. Ce second bloc multicouches rayonnant assure les propriétés exigées par le système 30 PmP, c'est-à-dire, l'empreinte en gisement désirée, ainsi qu'un gain G, un rendement n, un découplage D de la polarisation croisée ainsi 3034268 10 qu'un niveau A de lobes secondaires. Toutes ces propriétés permettent de pouvoir au moins doubler la capacité et la portée obtenues par une tête radio ne disposant que d'un émetteur ou récepteur à antenne sectorielle à l'état de l'art. Les entrées/sorties 5 sont en hyper au même point que les transitions qui forment le dispositif permettant de passer d'une piste microstrip au connecteur de l'antenne. Un exemple détaillé de partie active (bloc actif 31 figure 3) est représenté sur la figure 4. Le circuit multicouches référencé 25FR et connu 10 de l'homme du métier, permet à bas coût de réaliser le sous-ensemble multicouches actif, l'usage du 25FR (ou équivalent) est rendu possible par le fait que les opérations sont essentiellement effectuées en fréquences intermédiaires SHF: les signaux des flux large bande (typiquement plusieurs centaines de MHz) sont injectés sur les fréquences f'1 et f'2 (typiquement 15 dans la bande C autour de 4 ou 6GHz) sur les connecteurs 41 et 42 (connecteurs standards de type MCX ou SMA commercialisés par la société Rosenberg) et introduits dans un coupleur hybride 90°, 43, de type Micro Xinger (model1 M803 commercialisé par la société Anaren). Les sorties du coupleur 43 sont dirigées vers deux déphaseurs numériques 441, 442, (Pi et 20 (P2, bande C connus de l'homme du métier des radars, par exemple, qui vont permettre, par une commande « P » de quelques bits, par exemple, de positionner à la demande, les lobes du bloc rayonnant et couvrir ainsi les surfaces désirées en fonction d'un ou de plusieurs groupes utilisateurs. Les sorties de ces déphaseurs <:P1» et «02» sont filtrées par des filtres de bande 25 « BPF »,461, 462; leur rôle est de limiter, en émission comme en réception, certains produits d'intermodulation générés par les transpositions dans les émetteurs ou récepteurs, les signaux après filtrage sont introduits sur les composants M1 et M2 en technologie MMIC (Microwave Monolithic Integrated Circuits sur AsGa) effectuant les fonctions de transposition et d'amplification 30 (mélange et amplification de puissance en émission, amplification faible bruit et mélange en réception). Plusieurs produits existent chez les fondeurs 3034268 11 d'AsGa en EHF pour ces fonctions: sociétés United Monolithic Semiconductors ou UMS, OMMIC, AVAGO. Les MMIC doivent être appariés en gain. Ces MMIC sont reportés sur des lignes micro-rubans et les entrées ou sorties, sont réalisées par des transitions micro-rubans vers les guides T1 5 et T2 destinées à la connexion aux éléments rayonnants. Les MMIC reçoivent une fréquence de l'oscillateur local 480 par des lignes de même longueur. Il est à noter que les MMIC disposent généralement de multiplieur de fréquence d'oscillateur local afin que l'oscillateur 480 fonctionne en SHF, permettant alors l'utilisation de multicouches de type 25FR. Enfin les 10 éléments actifs MMIC et les déphaseurs sont alimentés par le bloc d'alimentation 490 créant les tensions continues nécessaires. Le circuit multicouches 25FR sur lequel les éléments sont implantés et connectés est, par exemple, collé électriquement et thermiquement sur une couche métallique épaisse ou «platine» qui assure à 15 la fois la masse, la conduction thermique et le réceptacle du système rayonnant. Le système rayonnant en technologie multicouches est présenté en figure 6. Afin d'en comprendre le fonctionnement on décrit d'abord les principes qui permettent d'obtenir un système antennaire compact présentant 20 les propriétés désirées. La largeur des lobes principaux souhaités et les lobes secondaires parasites sont définis par les éléments rayonnants et par le focalisateur dont un exemple d'architecture est présentée aux figures 5A et 5B. Il est en effet nécessaire de concevoir des éléments rayonnants dont les principales propriétés seront le rendement, la polarisation croisée limitée, et 25 la compacité d'association (on ne pourrait en effet associer plusieurs rangées de patchs de façon assez proche à cause de l'encombrement de leurs lignes d'alimentation, la distance inter colonnes serait alors supérieure à 0.7À et créerait des lobes de réseau donc parasites). Pour obtenir toutes les fonctionnalités du produit et notamment les propriétés de rayonnement 30 annoncées, le coeur de l'élément rayonnant est une association « alimentation-fente-patch » selon le schéma de la figure 5A, il est complété 3034268 12 à la base par un réflecteur et en « interface-air » par un focalisateur selon la figure 5B. La figure 5A illustre les principes du coeur de l'élément rayonnant « alimentation-fente-patch ». Il est composé, par exemple, d'un premier 5 circuit de métallisation 51 sur lequel est disposé un premier substrat diélectrique 52, sur lequel on dispose un plan de masse 53 pourvu d'une fente 53f dont les dimensions sont choisies pour permettre le rayonnement, puis un deuxième substrat diélectrique 54 recouvert d'un deuxième circuit de métallisation 55.The lobes and their positioning are respectively obtained by the coupler C and the digital phase shifters (Pi and 02 of the active circuit described in FIG. 4). This product, emitter and / or receiver, which is very compact in multilayers, comprises, according to FIGS. 4, at least two multilayer blocks stacked and connected in EHF: the first multilayer block 31, called "active", provides the functions of transposition and amplification of a signal as well as the distribution of at least two input streams / output 33, 34, 41, 42 (FIG. 4) at intermediate frequencies f'1 and f'2 in SHF, to at least two inputs or outputs T1 and T2 (471, 472, FIG. 4) in EHF coupled to a second radiating multilayer block 32 producing at least two radiation directions or lobes whose orientation of these directions or lobes is provided by this first active multilayer block, the second multilayer block called "radiating", 32 superimposed on the first block " active "by the entrances T1 and T2 microwave outputs and realizing directions or lobes F'1 and F'2 in EHF thus distributing in the free space the flows on the inputs / outputs of the modems 41, 42, independent of at least two groups of clients . This second radiating multilayer block provides the properties required by the PmP system, i.e., the desired deposit pattern, as well as gain G, yield n, decoupling D of the cross polarization as well. 10 that a level A of secondary lobes. All these properties make it possible to at least double the capacity and the range obtained by a radio head having only a transmitter or receiver sectorial antenna to the state of the art. The inputs / outputs 5 are hyper at the same point as the transitions that form the device for moving from a microstrip track to the connector of the antenna. A detailed example of an active part (active block 31 FIG. 3) is shown in FIG. 4. The multilayer circuit referenced 25 FR and known to those skilled in the art makes it possible, at low cost, to produce the active multilayer sub-assembly, the The use of the 25FR (or equivalent) is made possible by the fact that the operations are essentially performed at intermediate frequencies SHF: the signals of the broadband streams (typically several hundred MHz) are injected on the frequencies f'1 and f'2 ( typically in the C band around 4 or 6GHz) on the connectors 41 and 42 (standard connectors of the MCX or SMA type marketed by the company Rosenberg) and introduced into a hybrid coupler 90 °, 43, of the Micro Xinger type (model1 M803 marketed by Anaren). The outputs of the coupler 43 are directed towards two digital phase shifters 441, 442, (Pi and 20 (P2, band C known to those skilled in the radar art, for example, which will allow, by a "P" command of a few bits for example, to position the lobes of the radiating block on demand and thus cover the desired surfaces as a function of one or more user groups The outputs of these phase shifters <: P1 "and" 02 "are filtered by filters band "BPF", 461, 462, their role is to limit, in transmission as in reception, some intermodulation products generated by the transpositions in the transmitters or receivers, the signals after filtering are introduced on the components M1 and M2 in MMIC technology (Microwave Monolithic Integrated Circuits on AsGa) performing the functions of transposition and amplification (mixing and amplification of power in transmission, low noise amplification and mixing in reception). oduits exist at AsGa's EHF founders 3034268 11 for these functions: United Monolithic Semiconductors or UMS, OMMIC, AVAGO. MMICs must be matched in gain. These MMICs are plotted on microstrip lines and the inputs or outputs are made by micro-ribbon transitions to the guides T1 and T2 for connection to the radiating elements. The MMICs receive a frequency of the local oscillator 480 by lines of the same length. It should be noted that the MMICs generally have a local oscillator frequency multiplier so that the oscillator 480 operates in SHF, thus allowing the use of multilayers of the 25FR type. Finally, the 10 active elements MMIC and the phase shifters are powered by the power supply unit 490 creating the necessary DC voltages. The multilayer circuit 25FR on which the elements are implanted and connected is, for example, electrically and thermally bonded to a thick metal layer or "platinum" which provides both the mass, the heat conduction and the receptacle of the radiating system. The radiating system using multilayer technology is presented in FIG. 6. In order to understand the operation thereof, the principles which make it possible to obtain a compact antenna system having the desired properties are first described. The width of the desired main lobes and parasitic secondary lobes are defined by the radiating elements and by the focusing device, an exemplary architecture of which is shown in FIGS. 5A and 5B. It is indeed necessary to design radiating elements whose main properties will be the yield, the limited cross polarization, and the compactness of association (it would be impossible to associate several rows of patches relatively closely because of the congestion of their power lines, the inter-column distance would then be greater than 0.7A and create network lobes thus parasitic). To obtain all the functionalities of the product and in particular the announced radiating properties, the core of the radiating element is a "feed-slot-patch" combination according to the diagram of FIG. 5A, it is supplemented 3034268 12 at the base by a reflector and "interface-air" by a focusser according to Figure 5B. Figure 5A illustrates the principles of the core of the "feed-slot-patch" radiating element. It is composed, for example, of a first metallization circuit 51 on which is disposed a first dielectric substrate 52, on which there is a ground plane 53 provided with a slot 53f whose dimensions are chosen to allow the radiation , then a second dielectric substrate 54 covered with a second metallization circuit 55.
10 La figure 5B schématise une variante où le coeur de l'élément rayonnant comprend aussi un focalisateur et un réflecteur. Les références utilisées à la figure 5A ont été reprises pour désigner les mêmes éléments. Dans cet exemple, un réflecteur métallique 56 est disposé au-dessous du premier circuit de métallisation 51 de la figure 5A et un troisième substrat 15 diélectrique est disposé au-dessus du circuit de métallisation de la figure 5A. Selon ces principes, on décrit alors selon la figure 6, un exemple d'organisation en couches du sous-ensemble ou bloc « rayonnant », les valeurs indiquées sur cette figure sont données à titre illustratif, elles seront choisies en fonction des matériaux et des applications. Le bloc comprend, 20 dans cet exemple, dix couches de diélectrique, métal ou colle afin d'obtenir les propriétés décrites. A la base une première plaque métallique 600 et une deuxième plaque métallique 601 (couche 1) supporte l'ensemble et assure la connexion des transitions T1 et T2 du multicouches actif (figure 4) au moyen d'au moins deux connecteurs de type « mini SMP » non représentés sur la 25 figure, le rôle de cette plaque est aussi d'assurer la réflexion en addition de phase du rayonnement arrière des ondes issues des lignes d'alimentation 603 placées sur la couche 604 et des fentes gravées sur la couche 606. Une couche 602 qui est un diélectrique transparent aux ondes et assez rigide (ex : Rohacell 31 HF) assure le maintien en place. L'épaisseur de la couche 30 de mousse doit être de À0/4 égale à 1,7mm si la fréquence d'opération est 41 3034268 13 GHz, par exemple (À0 étant la longueur d'onde dans le vide) afin d'obtenir une addition en phase des ondes. Au-dessus de la couche de mousse 602, se trouve une couche 603 métallique conductrice (cuivre gravé), d'épaisseur égale à 0,017 mm par 5 exemple. Elle réalise les lignes d'alimentation des éléments rayonnants. Pour cela on dispose au moins deux rangées parallèles d'éléments rayonnants dans le plan vertical et séparées d'au maximum 0.7À0, le nombre de lignes d'alimentation dans le plan vertical dépend du diagramme de rayonnement et du gain désiré en site (typiquement de 12 à 20) par exemple 18 lignes (801 10 figure 8A) fourniront environ 17dBi. Au-dessus se trouve une couche 604 qui est le diélectrique substrat des lignes d'alimentation permettant de réaliser un circuit micro-ruban (Exemple le RT Duroid 5880), par exemple c=2-3. Au-dessus de la couche 604, afin de connecter le circuit micro-ruban d'alimentation aux circuits rayonnants des fentes, une couche 605 est 15 constituée d'une colle diélectrique (ex.Arlon Cuclad 6700), la colle ayant une valeur c voisine de celles des couches 604 et 607. Sur la couche de colle 605 est disposée une couche 606 constituée, par exemple, d'une feuille métallique percée de deux rangées de fentes gravées (810 figure 8C), d'épaisseur variant entre 0,04 et 0,05 mm. Ces fentes permettront le 20 couplage entre les lignes d'alimentation 603 et les antennes patchs 608. Au- dessus de la couche 606 constituant le plan de masse et la fente pour le rayonnement, une couche 607 constitue le diélectrique substrat de l'ensemble de fentes gravées, le même diélectrique est utilisé pour les lignes d'alimentation (exemple le RT 5880), par exemple une permittivité c=2-3. Sur 25 ce même diélectrique 607 et alignée sur les fentes une couche 608 métallique comprend les patchs (cuivre gravé), l'épaisseur de cette couche est par exemple égale à 0,017 mm. L'ensemble fente-diélectrique-patch constitue l'élément rayonnant alimenté par les lignes de la couche 603. Afin de fixer les valeurs de toutes les dimensions verticales et horizontales du 30 multicouches et le choix des matériaux, on exécutera un logiciel de simulation afin de déterminer en fonction de mesures les paramètres, 3034268 14 caractéristiques des différents éléments constituant le bloc. Ceci permettra d'adapter l'antenne à la gamme de fréquence voulue. A cette fin on conseille d'utiliser un logiciel de type CST Microwave et pour les mesures un analyseur de réseau (VNA) du marché.FIG. 5B schematizes a variant in which the core of the radiating element also comprises a focusser and a reflector. The references used in FIG. 5A have been used to designate the same elements. In this example, a metal reflector 56 is disposed below the first metallization circuit 51 of FIG. 5A and a third dielectric substrate is disposed above the metallization circuit of FIG. 5A. According to these principles, there is then described according to FIG. 6, an example of the layer organization of the sub-assembly or "radiating" block, the values indicated in this figure are given for illustrative purposes, they will be chosen according to the materials and applications. The block comprises, in this example, ten layers of dielectric, metal or glue in order to obtain the described properties. At the base, a first metal plate 600 and a second metal plate 601 (layer 1) support the assembly and connect the T1 and T2 transitions of the active multilayer (FIG. 4) by means of at least two connectors of "mini" type. SMP "not shown in the figure, the role of this plate is also to ensure reflection phase addition of the back radiation of the waves from the feed lines 603 placed on the layer 604 and slots etched on the layer 606 A layer 602 which is a dielectric transparent to the waves and quite rigid (ex: Rohacell 31 HF) ensures the maintenance in place. The thickness of the foam layer 30 should be λ / 4 equal to 1.7 mm if the operating frequency is 13 GHz, for example (λ 0 being the wavelength in vacuum) in order to obtain a phase addition of the waves. Above the foam layer 602 is a conductive metal layer 603 (etched copper) of thickness 0.017 mm, for example. It realizes the supply lines of the radiating elements. For this we have at least two parallel rows of radiating elements in the vertical plane and separated by a maximum of 0.7A0, the number of supply lines in the vertical plane depends on the radiation pattern and the desired gain in site (typically from 12 to 20) e.g. 18 lines (801 Fig. 8A) will provide about 17dBi. Above is a layer 604 which is the dielectric substrate of the supply lines for producing a micro-ribbon circuit (Example RT Duroid 5880), for example c = 2-3. Above layer 604, in order to connect the microstrip power supply circuit to the slot radiating circuits, a layer 605 is made of a dielectric glue (eg Alron Cuclad 6700), the glue having a value c close to those of the layers 604 and 607. On the glue layer 605 is disposed a layer 606 constituted, for example, of a metal sheet pierced with two rows of etched slots (810 figure 8C), of thickness varying between 0, 04 and 0.05 mm. These slots will allow the coupling between the supply lines 603 and the patch antennas 608. Above the layer 606 constituting the ground plane and the slot for the radiation, a layer 607 constitutes the dielectric substrate of the set of engraved slots, the same dielectric is used for the supply lines (example RT 5880), for example a permittivity c = 2-3. On the same dielectric 607 and aligned on the slots a metal layer 608 comprises the patches (etched copper), the thickness of this layer is for example equal to 0.017 mm. The slit-dielectric-patch assembly constitutes the radiating element fed by the lines of the layer 603. In order to fix the values of all the vertical and horizontal dimensions of the multilayer and the choice of the materials, a simulation software will be executed in order to to determine according to measurements the parameters, characteristics of the various elements constituting the block. This will adapt the antenna to the desired frequency range. For this purpose it is advisable to use a software type CST Microwave and for measurements a network analyzer (VNA) of the market.
5 Il reste à mieux focaliser ces éléments rayonnants (notamment préciser le diagramme en gisement et diminuer les lobes secondaires), à cette fin on place au-dessus de la dernière couche 608 un diélectrique d'épaisseur dl proche de Àg/4, à une distance d2 proche de À0/2 (Àg est la longueur d'onde dans le diélectrique et À0 la longueur d'onde dans le vide ou 10 dans un diélectrique transparent). Pour cela, dans l'exemple on utilise une première couche 609 réalisée par un diélectrique transparent aux ondes et rigide (exemple : Rohacell 31 HF), par exemple À0/2+/-30% et d'une épaisseur d2, et une deuxième couche 610 réalisée par un diélectrique RT 6006 ou 6010 avec une épaisseur d1, par exemple À0/2+/-30% selon l'effet 15 souhaité et un substrat à c=6-10. La modification désirée du diagramme final dépend des épaisseurs et de l'epsilon (permittivité c) du diélectrique, différentes options de modification de diagramme selon l'ajustement des trois paramètres c (diélectrique), d1, d2 du focalisateur sont possibles selon l'effet désiré: on peut privilégier des lobes larges pour couvrir les clients avec des 20 lobes secondaires faibles pour la réutilisation de la fréquence dans le secteur ou bien des lobes plus étroits (si les groupes de clients sont plus concentrés avec plus de gain. Plusieurs effets selon les besoins peuvent être obtenus comme le montre la figure 7 en jouant sur les paramètres dl et d2 selon la permittivité. Comme dans le précédent paragraphe sur le coeur des éléments 25 rayonnants, les simulations sont effectuées par CST Microwave et les mesures avec un VNA pour concevoir l'effet souhaité et aussi de façon générique pour l'adaptation à la gamme de fréquence. Les dimensions des différentes couches, la nature des matériaux utilisés pour réaliser le dispositif et l'adaptation de l'ensemble en gain et en 30 fréquence sont déterminés en mettant en oeuvre une méthodologie d'itération 3034268 15 de simulation permettant d'obtenir ou de converger vers les spécifications établies par le cahier des charges des utilisateurs. La figure 8A illustre deux colonnes parallèles 802, 803 d'éléments rayonnants 801.It remains to better focus these radiating elements (in particular to specify the bearing diagram and to reduce the secondary lobes), for this purpose, a dielectric with a thickness dl close to λg / 4 is placed above the last layer 608, distance d2 close to λ0 / 2 (λg is the wavelength in the dielectric and λ0 the wavelength in vacuum or in a transparent dielectric). For this, in the example is used a first layer 609 made by a dielectric transparent to the waves and rigid (example: Rohacell 31 HF), for example À0 / 2 +/- 30% and a thickness d2, and a second layer 610 made by a dielectric RT 6006 or 6010 with a thickness d1, for example À0 / 2 +/- 30% depending on the desired effect and a substrate c = 6-10. The desired modification of the final diagram depends on the thicknesses and the epsilon (permittivity c) of the dielectric, different options for modifying the diagram according to the adjustment of the three parameters c (dielectric), d1, d2 of the focusser are possible depending on the effect desired: wide lobes may be preferred to cover clients with weak side lobes for frequency reuse in the area or narrower lobes (if the client groups are more concentrated with more gain. the needs can be obtained as shown in FIG. 7 by playing on the parameters d1 and d2 according to the permittivity As in the previous paragraph on the core of the radiating elements, the simulations are carried out by CST Microwave and the measurements with a VNA for design the desired effect and also generically for adaptation to the frequency range.The dimensions of the different necks The nature of the materials used to make the device and the adaptation of the gain and frequency set are determined by implementing a simulation iteration methodology to obtain or converge to the specifications. established by the user specifications. Figure 8A illustrates two parallel columns 802, 803 of radiating elements 801.
5 La figure 8B est une illustration de deux colonnes d'alimentation 806, 807 reliées à deux connecteurs en utilisant les empreintes 808, 809. La figure 8C illustre un plan de masse comportant deux rangées de fentes 810, 811. Le dispositif et produit selon l'invention offre notamment les 10 avantages suivants : - la solution permet de distribuer dans un secteur des flux différenciés à au moins deux groupes d'utilisateurs géographiquement voisins mais séparés angulairement, - la solution permet de focaliser l'énergie sur les seules zones où se 15 trouvent des clients, - la solution permet de réutiliser facilement le spectre dans un secteur voisin, - la solution permet de distribuer des flux sur la polarisation croisée au-delà de l'ordre de modulation QPSK, 20 - de part les deux avantages précédents, la capacité du système PmP peut être multipliée par 2, - Le bilan de liaison est multiplié par au moins 4 (cas de deux lobes) donc la portée par 2 en l'absence de pluie, - La réalisation en multicouches facilite la fabrication, diminue son coût 25 et fournit un produit compact (10cm de côté), en conséquence le coût de location sur les sites (partie importante du coût d'OPEX des systèmes PmP) est limité.FIG. 8B is an illustration of two feed columns 806, 807 connected to two connectors using the cavities 808, 809. FIG. 8C illustrates a ground plane having two rows of slots 810, 811. The device and produced according to FIG. the invention offers the following advantages in particular: the solution makes it possible to distribute differentiated flows in a sector to at least two groups of users that are geographically neighbors but angularly separated; the solution makes it possible to focus the energy on the only areas where there are customers, - the solution makes it possible to reuse the spectrum easily in a neighboring sector, - the solution makes it possible to distribute fluxes on the crossed polarization beyond the QPSK modulation order, 20 - by the two advantages previous, the capacity of the PmP system can be multiplied by 2, - the link budget is multiplied by at least 4 (case of two lobes) so the range by 2 in the absence of rain, - The multilayer construction facilitates manufacturing, reduces its cost and provides a compact product (10cm side), therefore the rental cost on sites (a significant part of the cost of OPEX PmP systems) is limited.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1552456A FR3034268A1 (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | EHF MULTILAYER RECEIVER RECEIVER WITH ADAPTED FOOTPRINT FOR VERY HIGH CAPACITY COMMUNICATION |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR1552456A FR3034268A1 (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | EHF MULTILAYER RECEIVER RECEIVER WITH ADAPTED FOOTPRINT FOR VERY HIGH CAPACITY COMMUNICATION |
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| Publication Number | Publication Date |
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| FR3034268A1 true FR3034268A1 (en) | 2016-09-30 |
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ID=54291358
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR1552456A Pending FR3034268A1 (en) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | EHF MULTILAYER RECEIVER RECEIVER WITH ADAPTED FOOTPRINT FOR VERY HIGH CAPACITY COMMUNICATION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2822192A1 (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-07 | Bluwan | System for producing simultaneous multi-link directional beams |
-
2015
- 2015-03-24 FR FR1552456A patent/FR3034268A1/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2822192A1 (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-07 | Bluwan | System for producing simultaneous multi-link directional beams |
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