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WO2012095358A1 - Antenne microruban a double polarisation et a double bande - Google Patents

Antenne microruban a double polarisation et a double bande Download PDF

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Publication number
WO2012095358A1
WO2012095358A1 PCT/EP2012/050164 EP2012050164W WO2012095358A1 WO 2012095358 A1 WO2012095358 A1 WO 2012095358A1 EP 2012050164 W EP2012050164 W EP 2012050164W WO 2012095358 A1 WO2012095358 A1 WO 2012095358A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
face
metallization
antenna
covered
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/050164
Other languages
English (en)
Inventor
Stéphane THURIES
Pierre Larregle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AXESS EUROPE
Original Assignee
AXESS EUROPE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AXESS EUROPE filed Critical AXESS EUROPE
Publication of WO2012095358A1 publication Critical patent/WO2012095358A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0464—Annular ring patch

Definitions

  • the invention relates to a double - polarized, dual - band microstrip antenna capable of receiving and transmitting signals.
  • An application field of the antenna of the invention is to transmit / receive signals from a geostationary satellite to mobile platforms such as, for example, planes, trains, boats, etc.
  • the antenna of the invention is intended to be used in phased array antennas.
  • the phased array antennas use the principle of semi-electronic scanning in which a small fraction of the angular variation of the transmitted wave is effected by electronic scanning, the remainder of the variation being performed by mechanical means.
  • a limitation of the sweep is due to the nature of the pattern of the radiating element.
  • Phase controlled array antennas have been developed that use planar microstrip antennas with printed dipoles.
  • the gain of a printed dipole microstrip planar antenna decreases as the sweep angle deviates from the direction perpendicular to the dipole axis. This results in a decrease in the equivalent isotropically radiated power for large scanning angles. of the Mechanical devices are then designed to tilt the antenna structure.
  • the microstrip antennas are inherently low bandwidth because of the very high Q factor of the resonators. This is another disadvantage.
  • the double-polarized, dual-band microstrip antenna of the invention does not have the disadvantages mentioned above.
  • the dual-polarized, dual-band microstrip antenna of the invention has a bandwidth that advantageously meets the disadvantages mentioned above.
  • the invention relates to a dual-polarization dual-band microstrip antenna comprising an electromagnetic wave emission circuit and an electromagnetic wave receiving circuit formed by a stack of four dielectric substrates each having a first face and a second face opposite to the first face, the first face of a first substrate being covered with four microstrip lines, two first microstrip lines being aligned along a first axis and two second microstrip lines being aligned along a second axis perpendicular to the first axis, the ends of the microstrip lines being positioned symmetrically with respect to a point of intersection of the first and second axes, two first right-angled neighboring lines constituting the input ports of the transmitting circuit, the two other adjacent angled lines; right constituting the ports of exit of the receiving circuit, the second face of the first substrate being covered with a metallization which constitutes a ground plane of the antenna and being fixed on the first face of a second substrate whose first face is covered with two metallization pins positioned , each substantially vertically at one end
  • a layer of foam is placed between the third substrate and the fourth substrate, through holes being made in the layer of foam to allow the conductive wires to pass.
  • FIGS. 1-4B represent constituent elements of a dual-polarization and double-band microstrip antenna according to the preferred embodiment of the invention
  • FIGS. 5 and 6 show lateral views, in two perpendicular directions, of a dual-polarization, dual-band microstrip antenna made from the constituent elements shown in FIGS. 1-4B, according to a first embodiment of FIG. invention.
  • FIGS. 7 and 8 show lateral views, in two perpendicular directions, of a double-polarized double-band microstrip antenna made from the constituent elements shown in FIGS. 1-4B, according to a second embodiment of FIG. 'invention.
  • FIG. 1 represents a view from above of a first constituent element of the antenna according to the invention.
  • the first element is a dielectric substrate 1 on one side of which is printed a circular metal ring A.
  • the circular ring A is preferably centered on the upper face of the substrate 1.
  • the lower face is devoid of any metallization.
  • the inner radius R1 of the ring A taken with respect to the center of the upper face of the substrate 1 is, for example, equal to 2.6 mm and the outside radius R2, taken with respect to the same center, is for example equal to 3 , 5mm.
  • Two metallizations ml, m2 are formed near the ring A.
  • the metallizations ml, m2 are substantially positioned at right angles to one another.
  • the distance 1 between each metallization of the ring A is substantially equal to 0.15 mm.
  • FIG. 2 represents a second constituent element of the antenna according to the invention.
  • the second element is a dielectric substrate 2 on a first face of which is printed a metal disk D substantially centered, the face opposite the first face being devoid of any metallization.
  • the radius R3 of the metal disk D is, for example, equal to 2.3 mm.
  • Through holes H3, H4 pass through the substrate 2.
  • the holes opening H3, H4 are positioned on the face of the substrate 2 in a manner substantially identical to the way in which the through holes are positioned on the face of the substrate 1.
  • FIG. 3 represents a third constituent element of the antenna according to the invention.
  • the third element is a dielectric substrate 3 on one side of which are printed two metallizations m3, m4, the face opposite the face where are printed the two metallizations m3, m4 being devoid of any metallization.
  • Interconnecting through holes H5, H6 pass through the substrate 3 at the respective metallizations m3, m4.
  • the dielectric substrate 3 preferably has upper and lower faces of square shape with the same side d side dielectric substrates 1 and 2.
  • the positions of metallizations m3, m4 and through holes H5, H6 are specified later, with reference to Figures 5 and 6 which show side views of the complete structure of the antenna.
  • FIGS. 4A and 4B show, respectively, a first face 4a of a fourth dielectric substrate 4 and a second face 4b of the fourth dielectric substrate 4, opposite to the first face.
  • the substrate 4 is preferably of dimensions greater than the dimensions of the substrates 1, 2 and 3.
  • the side L of the upper and lower faces of the substrate 4 is thus equal, for example, to 40 mm when the side d of substrates 1, 2 and 3 is equal to 30mm.
  • the first face 4a is completely covered with a metallization (see FIG.
  • microstrip lines lgl-lg4 are positioned symmetrically with respect to the point of intersection of the axes X-X1 and Y-Y1, preferably at equal distance from the point of intersection.
  • non-through holes H9, H10, H11, H12 are drilled in the substrate 4, from the face 4a and up to the face 4b, the latter not being pierced.
  • the holes H12 and H10 are aligned along the axis X-X1 and the holes H9 and H11 are aligned along the axis Y-Y1.
  • the holes H12 and H9 are at the same distance g from the point of intersection of the axes X-X1 and Y-Y1 and the holes H10 and H11 are at the same distance k from the point of intersection of the axes X-X1 and Y- yl.
  • the distance g is, for example, equal to 16 mm and the distance k, for example, equal to 34.5 mm.
  • the four holes H9-H12 do not have the same diameter: the holes H12 and H9 have, for example, a diameter of 8mm and the holes H8 and H11 have, for example, a diameter of 13mm. H9 and H12 holes have a strong influence on the reflection coefficient of the antenna. This is the reason why their diameter must be particularly optimized.
  • FIG. 5 represents a first side view of an antenna according to a first embodiment of embodiment of the invention, constructed from the elements shown in Figures 1-4B.
  • Figure 5 is a view along the axis X-Xl.
  • the antenna of the invention results from the stacking of the substrates 1, 2, 3 and 4 described above and a layer of foam F.
  • the various substrates and the foam layer are stacked so that:
  • the face 4a of the substrate 4 covers the metallization-free face of the substrate 3, the hole H12 being opposite the hole H5 and the hole H10 being opposite the hole H8,
  • the metallization-free face of the substrate 2 covers the face provided with metallization of the substrate 3, the hole H4 of the substrate 2 being opposite the hole;
  • the face of the substrate 2 provided with the metallised disk covers the first face of the foam layer F, the hole H4 of the substrate 3 facing a first hole opening HM1 made in the foam layer;
  • the second face of the layer of foam, situated opposite the first face, is covered by the layer of the substrate 1 devoid of metallization, the hole H2 of the substrate 1 being opposite the first hole;
  • the different substrates are fixed to each other by any means known per se.
  • the table below gathers, as a non-limiting example, the values of the thicknesses of the dielectric substrates 1,2,3,4 and the values relative dielectric constants of the materials that make up these substrates:
  • the foam layer F has a thickness equal to 2 mm and a relative dielectric constant ⁇ ⁇ equal to 1.06.
  • a first electrically conductive wire fl electrically connects the metallization lg3 to the metallization m3 and a second electrically conductive wire f2 electrically connects the metallization lgl to the metallization m2.
  • the fl and f2 son are welded to the various metallizations to ensure the desired electrical contact between son and metallizations.
  • the f1 and f2 wires are, for example, very small diameter copper wires.
  • Figure 6 shows another side view of an antenna according to the first embodiment of the invention, constructed from the elements shown in Figures 1-4B.
  • Figure 6 is a view along the Y-Y1 axis. This side view reveals that:
  • the hole H9 is opposite the hole H6 and the hole H11 is opposite the hole H7;
  • the hole H7 is opposite the hole H3 and the hole H3 is opposite a second opening hole HM2 made in the foam layer F;
  • the second hole opening HM2 is opposite hole H1.
  • a third electrically conductive wire f3 connects the metallization lg4 to the metallization m4 and a fourth electrically conductive wire f4 connects the metallization lg2 to the metallization ml.
  • the f3 and f4 son are welded to the various metallizations to ensure the desired electrical contact between son and metallizations.
  • the son f3 and f4 are, for example, copper son of very small diameter.
  • the antenna according to the invention operates in two different frequency bands, namely the band 10.7 GHz - 12.75 GHz in reception and the band 14 GHz
  • the metallizations lgl and lg2 constitute the output ports of the antenna in reception and the metallizations lg3 and lg4 constitute the input ports of the transmitting antenna.
  • the metallizations ml, m2 are excitation elements of the ring A and metallizations m3, m4 are excitation elements of the disk D.
  • the two microstrip lines used for each of the two modes of operation (lines lg3, lg4 for the transmission and lines lg1, l2 for reception) are perpendicular to each other to obtain the desired double polarization (vertical and horizontal linear polarizations).
  • At least one of the two ports lg3 and lg4 is excited by an emission signal, according to the required polarization (s) for transmission.
  • the signals arriving at ports lgl and lg2 are transmitted to the processing circuits according to their polarization.
  • the antenna according to the first embodiment of the invention described with reference to FIGS. 5 and 6 comprises, besides the substrates 1, 2, 3, 4, a layer of foam F between the substrates 1 and 2.
  • the layer of foam F has the advantage of broadening the bandwidth of the antenna (decreasing factor Q). In applications requiring less bandwidth, the antenna may not include a foam layer.
  • FIGS. 7 and 8 illustrate the second embodiment of the invention in which the substrate 2 is in direct contact with the substrate 1.

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

L' invention concerne une antenne microruban à double polarisation et à double bande comprenant un circuit d'émission d'ondes électromagnétiques et un circuit de réception d'ondes électromagnétiques formés par un empilement de quatre substrats diélectriques (1, 2, 3, 4), un premier substrat (4) ayant une première face (4b) recouverte de quatre lignes microruban, deux premières lignes participant au circuit d'émission et les deux autres lignes participant au circuit de réception, un deuxième substrat étant recouvert de deux plots de métallisation (m3, m4 ), un troisième substrat étant recouvert d'un disque métallique (D), et le quatrième substrat (1) étant recouvert d'une métallisation en forme d'anneau (A) et de deux plots de métallisation supplémentaires (m1, m2 ), des trous (H10, H8, H4, H2 ) étant pratiqués dans les substrats afin d'assurer le passage de fils conducteurs, d'une part, entre les extrémités de deux premières lignes et les deux plots et, d'autre part, entre les extrémités de deux autres lignes et les deux plots supplémentaires.

Description

ANTENNE MICRORUBAN A DOUBLE POLARISATION
E T A DOUBLE BANDE
DESCRIPTION
Domaine technique et art antérieur
L' invention concerne une antenne microruban à double polarisation et à double bande apte recevoir et émettre des signaux.
Un domaine d'application de l'antenne de l'invention est d'émettre/recevoir des signaux à partir d'un satellite géostationnaire vers des plateformes mobiles telles que, par exemple, des avions, des trains, des bateaux, etc.
L'antenne de l'invention est destinée à être utilisée dans les antennes réseau à commande de phase. Les antennes réseau à commande de phase utilisent le principe du balayage semi-électronique dans lequel une petite fraction de la variation angulaire de l'onde émise est effectuée par balayage électronique, le reste de la variation étant effectuée par des moyens mécaniques. Une limitation du balayage est due à la nature du motif de l'élément rayonnant.
Des antennes réseau à commande de phase ont été développées qui utilisent des antennes planaires microruban à dipôles imprimés. Le gain d'une antenne planaire microruban à dipôles imprimés diminue quand l'angle de balayage dévie de la direction perpendiculaire à l'axe des dipôles. Il en résulte une diminution de la puissance isotrope rayonnée équivalente pour des angles de balayage importants. Des dispositifs mécaniques sont alors conçus pour incliner la structure de l'antenne. De plus, les antennes microruban sont par nature à faible bande passante du fait du facteur Q très élevé des résonateurs. Ceci est également un autre inconvénient.
L'antenne microruban à double polarisation et à double bande de l'invention ne présente pas les inconvénients mentionnés ci-dessus. De fait, l'antenne microruban à double polarisation et à double bande de l'invention présente une largeur de bande qui répond avantageusement aux inconvénients mentionnés ci-dessus.
Exposé de l'invention
En effet, l'invention concerne une antenne microruban à double polarisation et à double bande comprenant un circuit d'émission d'ondes électromagnétiques et un circuit de réception d'ondes électromagnétiques formés par un empilement de quatre substrats diélectriques ayant chacun une première face et une deuxième face opposée à la première face, la première face d'un premier substrat étant recouverte de quatre lignes microruban, deux premières lignes microrubans étant alignées selon un premier axe et deux deuxièmes lignes microrubans étant alignées selon un deuxième axe perpendiculaire au premier axe, les extrémités des lignes microrubans étant positionnées de façon symétrique par rapport à un point d' intersection des premier et deuxième axes, deux premières lignes voisines à angle droit constituant les ports d'entrée du circuit d'émission, les deux autres lignes voisines à angle droit constituant les ports de sortie du circuit de réception, la deuxième face du premier substrat étant recouverte d'une métallisation qui constitue un plan de masse de l'antenne et étant fixée sur la première face d'un deuxième substrat dont la première face est recouverte de deux plots de métallisation positionnés, chacun, sensiblement à la verticale d'une extrémité d'une ligne constituant un port d'entrée différent, la deuxième face d'un troisième substrat étant recouverte d'un disque métallique et étant fixée sur la première face d'un quatrième substrat dont la deuxième face est recouverte d'une métallisation en forme d'anneau sensiblement centrée à la verticale du disque métallique et de deux plots de métallisation supplémentaires positionnés, chacun, sensiblement à la verticale d'une extrémité d'une ligne reliée à un port de sortie différent, un rayon intérieur de l'anneau étant supérieur à un rayon du disque métallique, des trous étant pratiqués dans les substrats afin d'assurer le passage d'un fil conducteur, d'une part, entre chacune des extrémités des deux lignes voisines à angle droit qui constituent les ports d'entrée de l'antenne et un plot de métallisation différent présent sur la deuxième face du deuxième substrat et, d'autre part, entre chacune des extrémités des deux lignes voisines à angle droit qui constituent les ports de sortie de l'antenne et un plot de métallisation supplémentaire différent.
Selon encore une autre caractéristique supplémentaire de l'invention, une couche de mousse est placée entre le troisième substrat et le quatrième substrat, des trous débouchants étant pratiqués dans la couche de mousse afin de laisser passer les fils conducteurs .
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel fait en référence aux figures jointes, parmi lesquelles :
- Les figures 1-4B représentent des éléments constitutifs d'une antenne microruban à double polarisation et à double bande selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention ;
- Les figures 5 et 6 représentent des vues latérales, selon deux directions perpendiculaires, d'une antenne microruban à double polarisation et à double bande réalisée à partir des éléments constitutifs représentés sur les figures 1-4B, selon un premier mode de réalisation de l'invention ; et
- Les figures 7 et 8 représentent des vues latérales, selon deux directions perpendiculaires, d'une antenne microruban à double polarisation et à double bande réalisée à partir des éléments constitutifs représentés sur les figures 1-4B, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Sur toutes les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments.
Description détaillée de modes de mise en œuyre de 1 ' invention
La figure 1 représente une vue de dessus d'un premier élément constitutif de l'antenne selon l'invention. Le premier élément est un substrat diélectrique 1 sur une face duquel est imprimé un anneau circulaire métallique A. Les faces supérieure et inférieure du substrat diélectrique 1 ont une forme de carré de côté d (par exemple, d=30mm) . L'anneau circulaire A est préférentiellement centré sur la face supérieure du substrat 1. La face inférieure est dépourvue de toute métallisation . Le rayon intérieur RI de l'anneau A pris par rapport au centre de la face supérieure du substrat 1 est, par exemple, égal à 2,6mm et le rayon extérieur R2, pris par rapport au même centre, est par exemple égal à 3,5mm. Deux métallisations ml, m2 sont formées à proximité de l'anneau A. Les métallisations ml, m2 sont sensiblement positionnées à angle droit l'une de l'autre. La distance 1 qui sépare chaque métallisation de l'anneau A est sensiblement égale à 0,15mm. Des trous débouchant d'interconnexion Hl, H2, préférentiellement centrés sur les métallisations ml, m2, traversent le substrat 1. Les métallisations ml et m2 ont, par exemple, une forme de rectangle a x b (a=18mm et b=9mm) .
La figure 2 représente un deuxième élément constitutif de l'antenne selon l'invention. Le deuxième élément est un substrat diélectrique 2 sur une première face duquel est imprimé un disque métallique D sensiblement centré, la face opposée à la première face étant dépourvue de toute métallisation. Les faces supérieure et inférieure du substrat diélectrique 2 forment un carré de côté d (par exemple, d=30mm) . Le rayon R3 du disque métallique D est, par exemple, égal à 2,3mm. Des trous débouchants H3, H4 traversent le substrat 2. Les trous débouchant H3, H4 sont positionnés sur la face du substrat 2 d'une manière sensiblement identique à la manière dont sont positionnés les trous débouchants sur la face du substrat 1.
La figure 3 représente un troisième élément constitutif de l'antenne selon l'invention. Le troisième élément est un substrat diélectrique 3 sur une face duquel sont imprimées deux métallisations m3, m4, la face opposée à la face où sont imprimées les deux métallisations m3, m4 étant dépourvue de toute métallisation . Des trous débouchants d'interconnexion H5, H6 traversent le substrat 3 au niveau des métallisations respectives m3, m4. Le substrat diélectrique 3 présente préférentiellement des faces supérieure et inférieure de forme carrée de côté d identique au côté des substrats diélectriques 1 et 2. Les métallisations m3 et m4 ont une forme de rectangle i x j (i=16mm et j =6mm) . Les positions des métallisations m3, m4 et des trous débouchants H5, H6 sont précisées ultérieurement, en référence aux figures 5 et 6 qui représentent des vues latérales de la structure complète de l'antenne.
Les figures 4A et 4B représentent, respectivement, une première face 4a d'un quatrième substrat diélectrique 4 et une deuxième face 4b du quatrième substrat diélectrique 4, opposée à la première face. Le substrat 4 est préférentiellement de dimensions supérieures aux dimensions des substrats 1, 2 et 3. Le côté L des faces supérieure et inférieure du substrat 4 est ainsi égal, par exemple, à 40mm quand le côté d des substrats 1, 2 et 3 est égal à 30mm. La première face 4a est entièrement recouverte d'une métallisation (cf. figure 4) et la face 4b, opposée à la face 4a, est recouverte de quatre lignes microrubans disposées à angle droit, deux premières lignes lg3 et lgl étant alignées selon un axe X-Xl et les deux autres lignes lg2 et lg4 étant alignées selon un axe Y-Yl perpendiculaire à l'axe X-Xl . Les extrémités des lignes microrubans lgl-lg4 sont positionnées de façon symétrique par rapport au point d'intersection des axes X-Xl et Y-Yl, préférentiellement à égale distance du point d'intersection. Quatre trous non débouchants H9, H10, Hll, H12 sont percés dans le substrat 4, à partir de la face 4a et jusqu'à la face 4b, cette dernière n'étant pas percée. Les trous H12 et H10 sont alignés selon l'axe X-Xl et les trous H9 et Hll sont alignés selon l'axe Y-Yl. Les trous H12 et H9 sont à une même distance g du point d' intersection des axes X-Xl et Y- Yl et les trous H10 et Hll sont à une même distance k du point d'intersection des axes X-Xl et Y-Yl. La distance g est, par exemple, égale à 16mm et la distance k, par exemple, égale à 34,5mm. Les quatre trous H9-H12 n'ont pas le même diamètre : les trous H12 et H9 ont, par exemple, un diamètre de 8mm et les trous H8 et Hll ont, par exemple, un diamètre de 13mm. Les trous H9 et H12 ont une forte influence sur le coefficient de réflexion de l'antenne. C'est la raison pour laquelle leur diamètre doit être particulièrement optimisé .
La figure 5 représente une première vue latérale d'une antenne selon un premier mode de réalisation de l'invention, construite à partir des éléments représentés sur les figures 1-4B. La figure 5 est une vue selon l'axe X-Xl .
L'antenne de l'invention résulte de l'empilement des substrats 1, 2, 3 et 4 décrits ci- dessus et d'une couche de mousse F. Les différents substrats et la couche de mousse sont empilés de telle sorte que :
- la face 4a du substrat 4 recouvre la face dépourvue de métallisation du substrat 3, le trou H12 étant en regard du trou H5 et le trou H10 étant en regard du trou H8,
- la face dépourvue de métallisation du substrat 2 recouvre la face munie de métallisation du substrat 3, le trou H4 du substrat 2 étant en regard du trou
H8 du substrat 3,
- la face du substrat 2 munie du disque métallisé recouvre la première face de la couche de mousse F, le trou H4 du substrat 3 étant en regard d'un premier trou débouchant HMl pratiqué dans la couche de mousse
F, et
- la deuxième face de la couche de mousse, située à l'opposé de la première face, est recouverte par la couche du substrat 1 dépourvue de métallisation, le trou H2 du substrat 1 étant en regard du premier trou
HMl qui est pratiqué dans la couche de mousse.
Les différents substrats sont fixés les uns aux autres par tout moyen connu en soi.
Le tableau ci-dessous rassemble, à titre d'exemple non limitatif, les valeurs des épaisseurs des substrats diélectriques 1,2,3,4 ainsi que les valeurs des constantes diélectrique relative des matériaux qui constituent ces substrats :
Figure imgf000011_0001
Tableau
Pour les valeurs mentionnées ci-dessus, la couche de mousse F a une épaisseur égale à 2mm et une constante diélectrique relative εΓ égale à 1,06.
Un premier fil électriquement conducteur fl relie électriquement la métallisation lg3 à la métallisation m3 et un deuxième fil électriquement f2 conducteur relie électriquement la métallisation lgl à la métallisation m2. Les fils fl et f2 sont soudés aux différentes métallisations pour assurer le contact électrique souhaité entre fils et métallisations. Les fils fl et f2 sont, par exemple, des fils de cuivre de très faible diamètre.
La figure 6 représente une autre vue latérale d'une antenne selon le premier mode de réalisation de l'invention, construite à partir des éléments représentés sur les figures 1-4B. La figure 6 est une vue selon l'axe Y-Yl . Cette vue latérale révèle que :
- le trou H9 est en regard du trou H6 et le trou Hll est en regard du trou H7 ; - le trou H7 est en regard du trou H3 et le trou H3 est en regard d'un deuxième trou débouchant HM2 pratiqué dans la couche de mousse F ; et
- le deuxième trou débouchant HM2 est en regard du trou Hl .
Un troisième fil électriquement conducteur f3 relie la métallisation lg4 à la métallisation m4 et un quatrième fil électriquement conducteur f4 relie la métallisation lg2 à la métallisation ml. Les fils f3 et f4 sont soudés aux différentes métallisations pour assurer le contact électrique souhaité entre fils et métallisations. Les fils f3 et f4 sont, par exemple, des fils de cuivre de très faible diamètre.
L'antenne selon l'invention travaille dans deux bandes de fréquences différentes, à savoir la bande 10,7GHz - 12,75GHz en réception et la bande 14GHz
- 14,5GHZ en émission. Les métallisations lgl et lg2 constituent les ports de sortie de l'antenne en réception et les métallisations lg3 et lg4 constituent les ports d'entrée de l'antenne en émission. Les métallisations ml, m2 sont des éléments d'excitation de l'anneau A et les métallisations m3, m4 sont des éléments d'excitation du disque D. Les deux lignes microruban utilisées pour chacun des deux modes de fonctionnement (lignes lg3, lg4 pour l'émission et lignes lgl, lg2 pour la réception) sont perpendiculaires l'une à l'autre afin obtenir la double polarisation souhaitée (polarisations linéaires verticale et horizontale) . En émission, au moins l'un des deux ports lg3 et lg4 est excité par un signal d'émission, selon la ou les polarisations requise (s) pour la transmission. En réception, les signaux qui arrivent sur les ports lgl et lg2 sont transmis aux circuits de traitement en fonction de leur polarisation .
L'antenne selon le premier mode de réalisation de l'invention décrit en référence aux figures 5 et 6 comprend, outre les substrats 1, 2, 3, 4, une couche de mousse F entre les substrats 1 et 2. La couche de mousse F présente l'avantage d'élargir la bande passante de l'antenne (décroissance du facteur Q) . Dans des applications nécessitant des bandes passantes moins importantes, l'antenne peut ne comprendre pas de couche de mousse. Les figures 7 et 8 illustrent le deuxième mode de réalisation de l'invention selon lequel le substrat 2 est directement en contact avec le substrat 1.

Claims

REVENDICATIONS
1. Antenne microruban à double polarisation et à double bande comprenant un circuit d'émission d'ondes électromagnétiques et un circuit de réception d'ondes électromagnétiques formés par un empilement de quatre substrats diélectriques (1, 2, 3, 4) ayant chacun une première face et une deuxième face opposée à la première face, la première face (4b) d'un premier substrat (4) étant recouverte de quatre lignes microruban, deux premières lignes microrubans étant alignées selon un premier axe et deux deuxièmes lignes microrubans étant alignées selon un deuxième axe perpendiculaire au premier axe, les extrémités des lignes microrubans étant positionnées de façon symétrique par rapport à un point d' intersection des premier et deuxième axes, deux premières lignes voisines à angle droit constituant les ports d'entrée du circuit d'émission, les deux autres lignes voisines à angle droit constituant les ports de sortie du circuit de réception, la deuxième face (4a) du premier substrat (4) étant recouverte d'une métallisation qui constitue un plan de masse de l'antenne et étant fixée sur la première face d'un deuxième substrat (3) dont la première face est recouverte de deux plots de métallisation (m3, m4 ) positionnés, chacun, sensiblement à la verticale d'une extrémité d'une ligne constituant un port d'entrée différent, la deuxième face d'un troisième substrat (2) étant recouverte d'un disque métallique (D) et étant fixée sur la première face d'un quatrième substrat (1) dont la deuxième face est recouverte d'une métallisation en forme d'anneau (A) sensiblement centrée à la verticale du disque métallique (D) et de deux plots de métallisation supplémentaires (ml, m2 ) positionnés, chacun, sensiblement à la verticale d'une extrémité d'une ligne reliée à un port de sortie différent, un rayon intérieur (RI) de l'anneau (A) étant supérieur à un rayon (R3) du disque métallique (D) , des trous (H10, H8, H4, H2 ) étant pratiqués dans les substrats afin d'assurer le passage d'un fil conducteur, d'une part, entre chacune des extrémités des deux lignes voisines à angle droit qui constituent les ports d' entrée de l'antenne et un plot de métallisation différent présent sur la deuxième face du deuxième substrat et, d'autre part, entre chacune des extrémités des deux lignes voisines à angle droit qui constituent les ports de sortie de l'antenne et un plot de métallisation supplémentaire différent (ml, m2 ) .
2. Antenne microruban selon la revendication 1, dans laquelle une couche de mousse (F) est placée entre le troisième substrat (2) et le quatrième substrat (1), des trous débouchants (HM1, HM2 ) étant pratiqués dans la couche de mousse afin de laisser passer les fils conducteurs qui relient les extrémités des deux lignes voisines à angle droit qui constituent les ports de sortie de l'antenne aux plots de métallisation supplémentaires (ml, m2 ) .
3. Antenne microruban selon la revendication 2, dans laquelle les ondes électromagnétiques émises sont sensiblement comprises entre 14GHz et 14,5GHz et les ondes électromagnétiques reçues sont sensiblement comprises entre 10,7GHz et 12, 75GHz .
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