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Title:
RADIOFREQUENCY MODULE COMPRISING AN ARRAY OF ISOPHASIC WAVEGUIDES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/073567
Kind Code:
A1
Abstract:
Radiofrequency module, comprising: a first layer (3) comprising an array of radiant elements (30), each radiant element (30) having a cross section supporting at least one wave propagation mode, a second layer (4) forming an array of waveguides (40), each waveguide being connected to one radiant element of the first layer; one or more of the waveguides (4) of the array of waveguides (40) comprising at least one phase-adjustment element (500) for eliminating or correcting the phase shift of the waveguides with respect to each other at a nominal waveguide frequency.

Inventors:
MENARGUES GOMEZ ESTEBAN (CH)
CAPDEVILA CASCANTE SANTIAGO (CH)
DE RIJK EMILE (CH)
BILLOD MATHIEU (FR)
DEBOGOVIC TOMISLAV (CH)
Application Number:
PCT/IB2022/060264
Publication Date:
May 04, 2023
Filing Date:
October 26, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SWISSTO12 SA (CH)
International Classes:
H01Q21/06
Domestic Patent References:
WO2020194270A12020-10-01
WO2019229515A12019-12-05
Foreign References:
US20210218151A12021-07-15
GB2076229A1981-11-25
US20130154764A12013-06-20
US201212112963A
JP2003185858A2003-07-03
US20210218151A12021-07-15
Attorney, Agent or Firm:
P&TS SA (AG, LTD.) (CH)
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Claims:
Revendications

1. Module de radiofréquence (1), comprenant : une première couche (3) comprenant un réseau d'éléments radiants (30), chaque élément radiant (30) ayant une section permettant de supporter au moins un mode de propagation d'onde, une deuxième couche (4) formant un réseau de guides d'ondes (40), chaque guide d'onde étant connecté à un élément radiant de la première couche, les guides d'onde ayant des longueurs inégales ; caractérisé en ce qu'un ou plusieurs des guides d'onde (40) du réseau de guides d'ondes comportent au moins un élément d'ajustement de phase (500) adapté à supprimer ou corriger le déphasage des guides d'ondes entre eux à une fréquence nominale du guide d'onde sans en modifier leur encombrement, la forme ou les dimensions de leur section.

2. Module selon la revendications 1, dans lequel le au moins un élément d'ajustement de phase est disposé en protubérance sur la surface interne desdits guides d'ondes.

3. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le(s)dit(s) au moins un élément d'ajustement de phase (500) étant disposé(s) sur la surface interne (SI) dudit guide d'ondes (40) de sorte à faire varier le diamètre interne entre une valeur de diamètre maximal (dmax) et une valeur de diamètre minimal (dmin) sur la longueur du guide d'onde ou une portion de sa longueur.

4. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ledit un ou plusieurs guides d'ondes (40) comporte plus d'un élément d'ajustement de phase (500), disposés sur un même tronçon de guide d'onde ou décalés le long du guide d'onde.

5. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le(s)dit(s) au moins un élément d'ajustement de phase (500) étant orienté(s) selon un axe différent de l'axe longitudinal du guide d'onde correspondant, formant un angle avec l'axe longitudinal compris entre environ 10° et 40°.

6. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la forme d'une section transversale desdits au moins un élément d'ajustement de phase (500) étant sélectionnée parmi une forme arrondie concave, une forme arrondie convexe, une forme polygonale, ou une combinaison de ces formes.

7. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la proportion de la surface interne (SI) occupée par un ou plusieurs éléments d'ajustement de phase peut varier de 10% à 100%, de préférence de 20% à 100% pour une section transversale donnée du guide d'onde.

8. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les guides d'ondes (40) du réseau de guide d'ondes (40) comportent des structures internes longitudinales ne permettant pas de supprimer ou de contrôler le déphasage, les déphasages produits par le réseau de guides d'ondes (40) étant supprimé ou corrigé, au moins partiellement, pour certains ou chaque guide d'ondes au moyen desdits éléments d'ajustement de phase (500).

9. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel les différents guides d'ondes ont des longueurs différentes et/ou différentes courbures et des sections transversales identiques ou différentes, lesquelles restent inaptes à supprimer ou corriger les différences de réponse en fréquence et/ou les différences de phase causées par les différentes longueurs et/ou différentes courbures des guides d'onde, les déphasages produits par le réseau de guides d'ondes (40) étant supprimé ou corrigé, au moins partiellement, pour certains ou chaque guide d'ondes au moyen desdits éléments d'ajustement de phase (500). 10. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel les différents guides d'ondes ont une section transversale constante et/ou identique.

11. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel lesdits guides d'ondes comportent une âme, lesdits au moins un élément d'ajustement de phase (500) étant directement lié ou intégré à l'âme.

12. Module de radiofréquence selon la revendication 11, dans lequel les surfaces de l'âme et desdits au moins un élément d'ajustement de phase (500) sont recouvertes d'un matériau conducteur.

13. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel certains des guides d'ondes (40) sont non rectilignes, en sorte que la deuxième couche est évasée.

14. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel la courbure des différents guides d'onde (40) de la deuxième couche (4) est variable au sein du module.

15. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 14, comportant une quatrième couche avec des ports (60) connectés aux guides d'ondes à l'extrémité des guide d'onde opposée aux éléments radiants, la surface de la première couche (3) étant plus petite que la surface de la quatrième couche (6) de sorte que les guides d'onde (40) se rapprochent les uns des autres entre la quatrième couche (6) et la première couche (3), ou bien la surface de la première couche (3) étant plus grande que la surface de la quatrième couche (6) de sorte que les guides d'onde (40) s'éloignent les uns des autres entre la quatrième couche (6) et la première couche (3).

16. Module de radiofréquence selon l'une de revendications 1 à 15, dans lequel lesdits éléments d'ajustement de phase (500) permettent de supprimer les déphasages des guides d'onde, de sorte que tous les guides d'ondes sont isophases à la longueur d'onde considérée.

17. Module de radiofréquence selon l'une de revendications 1 à 15, dans lequel lesdits éléments d'ajustement de phase (500) permettent de corriger les déphasages des guides d'ondes, de sorte à produire un déphasage contrôlé.

18. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 17, dans lequel lesdits au moins un élément d'ajustement de phase (500) sont non symétriques et/ou disposés dans le guide d'onde de façon non régulière à différents intervalles.

19. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 18, dans lequel le(s)dit(s) au moins un élément d'ajustement de phase (500) permettant d'exploiter les déphasages en l'absence de réseau de circuits électroniques actifs de déphasage, afin de contrôler le déphasage relatif entre éléments radiants, et par exemple de contrôler le beamforming.

20. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 19, dans lequel le pas (p1) entre deux éléments radiants (30) de la première couche (3) étant inférieur à /A2, X étant la longueur d'onde à la fréquence d'opération maximale.

21. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 20, dans lequel le pas (p 1 ) entre deux éléments radiants (30) est variable au sein du module.

22. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 21, dans lequel les éléments radiants (30) de la première couche étant non striés et constitués par des guides d'onde ouverts avec une section carrée, rectangulaire, circulaire, hexagonales, octogonales, ou des cornes pyramidales, ou en forme de splines. 23. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 15 à 22, comportant une troisième couche (5) interposée entre la deuxième couche (4) et la quatrième couche (6) et comprenant un réseau d'éléments (50) réalisant une adaptation de section entre la section de la sortie des ports (60, 60A, 60B) de la quatrième couche (6) et la section de forme différente des guides d'onde (40).

24. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 15 à 23, comportant une troisième couche (5) interposée entre la deuxième couche (4) et la quatrième couche (6) et comprenant un réseau d'éléments (50) comprenant un polariseur.

25. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 24, comportant des polariseurs entre la première et la deuxième couche.

26. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 15 à 25, comportant une troisième couche (5) interposée entre la deuxième couche (4) et la quatrième couche (6) et comportant un filtre.

27. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 26, dans lequel chaque guide d'onde (40) possède une section transversale en forme de carré, de rectangle, d'hexagone, de rond ou d'ovale.

28. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 27, dans lequel chaque guide d'ondes (40) est conçu pour transmettre soit uniquement un mode fondamental soit un mode fondamental et un seul mode dégénéré.

29. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 28, dans lequel une première extrémité de tous les guides d'onde (40) se trouvant dans un premier plan, une seconde extrémité de tous les guides d'onde se trouvant dans un second plan. 30. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 29, caractérisé en ce qu'il a été réalisé par fabrication additive.

31. Module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 30, dans lequel l'ensemble des guides d'ondes (40) forme un élément monolithique. 32. Méthode de production d'un module de radiofréquence selon l'une des revendications 1 à 31, comprenant une modélisation d'au moins une partie des caractéristiques desdits au moins un élément d'ajustement de phase (500) à l'aide d'un ou plusieurs algorithmes, lesdites caractéristiques étant sélectionnées parmi le nombre, les dimensions, la disposition, la forme des éléments d'ajustement de phase (500).

33. Méthode de production selon la revendication 32, dans laquelle la modélisation implique un module d'intelligence artificielle ou de deep learning.

34. Méthode de production selon l'une des revendications 32 à 33, comprenant le transfert d'au moins une partie des paramètres issus de la modélisation à un dispositif de fabrication additive.

Description:
Module radiofréquence comprenant un réseau de guides d'ondes isophases

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne un module radiofréquence (RF) comprenant un réseau de plusieurs guides d'ondes non identiques. Les guides d'ondes peuvent en l'occurrence être de longueurs différentes. Le module de radiofréquence et/ou les guides d'onde qu'il contient permet de délivrer un signal isophase malgré les différences des guides d'ondes. La présente invention vise en particulier à contrôler le déphasage entre les guides d'ondes ou à le minimiser ou à le supprimer.

Etat de la technique

[0002] Il est connu d'utiliser des guides d'onde de même longueur dans les réseaux de guides d'ondes pour préserver une phase égale sur une large bande de fréquences. Par exemple, US2013154764 divulgue que la longueur effective du trajet de deux guides d'ondes peut être égale.

[0003] US201212112963 révèle une matrice de majordome ayant une pluralité d'hybrides et de guides d'ondes de sorte que « la sortie d'une matrice de majordome a la même amplitude et une différence de phase constante par rapport à un signal d'entrée. Les lignes de transmission reliant les hybrides doivent être conçues pour avoir la même longueur de transmission, ou l'amplitude et la phase doivent être ajustées en fonction du changement résultant. De plus, un guide d'ondes courbé peut augmenter la complexité des chemins.

[0004] JP2003185858 révèle un démultiplexeur de longueur d'onde ayant un guide d'ondes optique de canal d'entrée 1, une pluralité de guides d'ondes optiques de canal de sortie 5 et un guide d'ondes en réseau 8 interposé entre le guide d'ondes d'entrée 1 et le guide d'ondes de sortie 5. [0005] W020201 94270 décrit un module radiofréquence comprenant des guides d'ondes pourvus de stries permettant d'augmenter la bande passante monomode.

[0006] Le document US2021218151 décrit des ensembles de guides d'ondes de différentes longueurs, dont la section est adaptée pour corriger le déphasage qui en résulte.

[0007] On connaît également des réseaux d'antennes DRA qui réunissent plusieurs éléments radiants (antennes élémentaires) déphasés afin d'améliorer le gain et la directivité. Les signaux reçus sur les différents éléments radiants, ou émis par ces éléments, sont amplifiés avec des gains variables et déphasés entre eux afin de contrôler la forme des lobes de réception et d'émission du réseau.

[0008] A haute fréquence, par exemple aux fréquences micro-ondes, les différents éléments radiants sont chacun connectés à un guide d'onde qui transmet le signal reçu en direction des modules électroniques radiofréquence, respectivement qui alimente cet élément radiant avec un signal radiofréquence à émettre. Les signaux transmis ou reçus par chaque élément radiant peuvent en outre être séparés selon leur polarisation au moyen d'un polariseur.

[0009] L'ensemble constitué des éléments radiants (antennes élémentaires) en réseau, des guides d'onde associés, des filtres éventuels et des polariseurs est désigné dans le présent texte comme un module radiofréquence passif. Les guides d'onde et les polariseurs associés sont désignés comme unité d'alimentation (« feed network »). L'ensemble est destiné à constituer la partie passive d'un réseau à radiation directe DRA.

[0010] Les réseaux d'éléments radiants pour des fréquences élevées, notamment pour des fréquences micro-ondes, sont difficiles à concevoir. Il est en particulier souvent souhaité de rapprocher les différents éléments radiants du réseau autant que possible afin de réduire l'amplitude des lobes d'émission ou de réception secondaires, dans des directions autres que la direction d'émission ou de réception qui doit être privilégiée. Cette réduction du pas entre les différents éléments radiants du réseau est cependant incompatible d'une part avec la taille minimale nécessitée par les polariseurs, et d'autre part avec l'encombrement des circuits électroniques d'amplification et de déphasage en amont des polariseurs. La taille des polariseurs et de l'électronique détermine le plus souvent le pas minimal entre les différents éléments radiants d'un réseau. Le pas important qui en résulte engendre des lobes secondaires d'émission respectivement de réception indésirables. D'autres modules radiofréquence nécessitent au contraire d'espacer davantage les éléments radiants, par exemple pour les munir d'un cône d'émission. Par exemple, WO2019229515 décrit un ensemble de guides d'ondes non rectilignes, de longueur et de forme variées, permettant de réduire ou d'augmenter le pas entre les éléments radiants et de moduler ainsi les lobes secondaires. Le déphasage résultant de leur différence de longueur est compensé en adaptant la section des différents guides d'ondes.

[0011] Il en résulte une limitation dans la réduction de l'encombrement et/ou du poids du module de radio fréquence préjudiciable aux applications sensibles à ces paramètres de poids et d'encombrement, liées par exemple à l'aérospatial ou l'aéronautique.

[0012] Il convient donc d'améliorer les guides d'ondes de sorte à en contrôler le déphasage inhérent à leurs différences, en particulier leur différence de longueur, sans devoir en modifier leur encombrement, et en particulier la forme et les dimensions de leur section.

Bref résumé de l'invention

[0013] Un but de la présente invention est donc de proposer un module radiofréquence passif, destiné à former la partie passive d'un réseau à radiation directe DRA, qui soit exempt ou minimisant les limitations des dispositifs connus. [0014] Ces objectifs sont notamment atteints au moyen d'un module radiofréquence tel que décrit dans les revendications indépendantes et détaillés par les revendications dépendantes.

[0015] Ce module radiofréquence comprend en particulier une première couche comprenant un réseau d'éléments radiants, chaque élément radiant ayant une section permettant de supporter au moins un mode de propagation d'onde.

[0016] Il peut comprendre en outre une deuxième couche formant un réseau de guides d'ondes.

[0017] Il peut comprendre en outre une quatrième couche formant un réseau de ports.

[0018] La deuxième couche peut être interposée entre la première couche et la quatrième couche.

[0019] Chaque guide d'onde peut être destiné à transmettre dans un sens ou l'autre un signal radiofréquence entre un port de la quatrième couche et un élément radiant.

[0020] La surface de la première couche peut être différente de la surface de la quatrième couche.

[0021] Les guides d'onde peuvent être de longueur et de forme différentes, mais ont de préférence même section. Un ou plusieurs des guides d'ondes comportent au moins un élément d'ajustement de phase.

[0022] Les guides d'onde ont ainsi plusieurs fonctions cumulées ; ils permettent d'une part de transmettre les signaux entre les ports de la quatrième couche et les éléments radiants de la première couche, et d'autre part de choisir indépendamment le pas des éléments radiants et le pas des ports de la quatrième couche. Ils permettent en outre de corriger ou supprimer les éventuels déphasages inhérents à la structure du module. Ils autorisent de surcroît un arrangement plus compact, qui pourraient être impossible ou plus difficiles par les moyens existants.

[0023] Cet arrangement permet entre autre de réduire le pas entre les éléments radiants de la première couche, afin de réduire l'amplitude des lobes secondaires indésirables (« grating lobes »).

[0024] A cet effet, le pas (p1) entre deux éléments radiants de la première couche est de préférence inférieur à /A2, X étant la longueur d'onde à la fréquence d'opération maximale.

[0025] La disposition convergente des guides d'onde depuis la quatrième couche vers les éléments radiants permet aussi d'espacer les ports de la quatrième couche. Le pas important entre les ports permet par exemple de disposer le circuit électronique d'amplification et de déphasage alimentant chaque port à proximité immédiate de chaque port, en réduisant les contraintes sur les dimensions de ce circuit. Ce pas important permet aussi de disposer si nécessaire des polariseurs de dimension suffisante à proximité de chaque port, pour effectuer une séparation efficace des signaux selon leur polarisation.

[0026] Dans un autre mode de réalisation, la surface de la première couche est plus grande que la surface de la quatrième couche. Les guides d'onde s'éloignent alors les uns des autres entre la quatrième couche et la première couche. Ce mode de réalisation permet d'utiliser des éléments radiants de relativement grande dimension, sans pour autant exiger une couche de ports de grande dimension.

[0027] La disposition des éléments radiants de la première couche peut être différente de la disposition des ports de la quatrième couche. Par exemple, les éléments radiants de la première couche peuvent être disposés selon une matrice rectangulaire MxN alors que les ports de la quatrième couche sont disposés selon une matrice rectangulaire KxL, M étant différent de K et N étant différent de L. Cette disposition différente peut aussi impliquer des formes différentes, par exemple une disposition en rectangle sur une des couches et en cercle, ovale, croix, rectangle creux, polygone, etc sur l'autre couche.

[0028] Le module radiofréquence peut comporter une troisième couche interposée entre la deuxième couche et la quatrième couche.

[0029] Les éléments de la troisième couche peuvent effectuer une transformation du signal.

[0030] La troisième couche peut aussi comprendre un réseau d'éléments réalisant une adaptation de section entre la section de la sortie des ports de la quatrième couche et la section de forme différente des guides d'onde. Une troisième couche de ce type peut notamment être prévue lorsque seuls les ports ou seuls les guides d'onde sont striés.

[0031] La troisième couche interposée entre la deuxième couche et la quatrième couche peut aussi comprendre un réseau de polariseurs comme éléments.

[0032] Dans une variante, le module radiofréquence peut comporter des polariseurs externes juste après les éléments radiants dans l'air.

[0033] La troisième couche interposée entre la deuxième couche et la quatrième couche peut comporter un filtre.

[0034] Chaque élément radiant de la première couche peut être muni d'au moins une strie parallèle à la direction de propagation du signal. [0035] Les éléments radiants de la première couche peuvent aussi être non striés et constitués par des guides d'onde ouverts ou des cornes carrées, circulaires, pyramidales, en forme de splines.

[0036] Les éléments radiants peuvent avoir une section externe carrée, rectangulaire, ou de préférence hexagonale, circulaire ou ovale.

[0037] Le pas (p 1 ) entre deux éléments radiants peut être variable au sein du module.

[0038] Chaque guide d'onde de la deuxième couche est de préférence conçu pour transmettre soit uniquement un mode fondamental soit un mode fondamental et un seul mode dégénéré.

[0039] La longueur des différents guides d'onde de la deuxième couche peut être variable. Les guides d'ondes sont cependant rendus isophase à la longueur d'onde considérée, notamment grâce à la présence d'un moins un élément d'ajustement de phase.

[0040] Le canal de différents guides d'ondes peut être non rectiligne. Les guides d'onde de la deuxième couche peuvent être incurvés.

[0041] La courbure des différents guides d'onde de la deuxième couche peut être variable. Par exemple, les guides d'onde en périphérie peuvent être davantage incurvés que les guides d'onde au centre.

[0042] Les ports de la quatrième couche peuvent constituer les entrées d'un polariseur.

[0043] Une première extrémité de tous les guides d'onde peut se trouver dans un premier plan, tandis qu'une une seconde extrémité de tous les guides d'onde se trouve dans un second plan. [0044] Le module est avantageusement un module réalisé par fabrication additive.

[0045] La fabrication additive permet de notamment de réaliser des guides d'onde de forme complexe, notamment des guides d'onde incurvés et convergeant en entonnoir entre la couche d'éléments radiants et la couche de polariseurs.

[0046] On entend par « fabrication additive » tout procédé de fabrication de pièces par ajout de matière, selon des données informatiques stockées sur un support informatique et définissant un modèle de la pièce. Outre la stéréolithographie et le selective laser melting, l'expression désigne aussi d'autres méthodes de fabrication par durcissement ou coagulation de liquide ou de poudre notamment, y compris sans limitation des méthodes basées sur des jets d'encre (binder jetting), DED (Direct Energy Deposition), EBFF (Electron beam freeform fabrication), FDM (fused deposition modeling), PFF (plastic freeforming), par aérosols, BPM (ballistic particle manufacturing), lit de poudre, SLS (Selective Laser Sintering), ALM (additive Layer Manufacturing), polyjet, EBM (electron beam melting), photopolymerisation, etc. La fabrication par stéréolithographie ou par selective laser melting est cependant préférée car elle permet d'obtenir des pièces avec des états de surface relativement propres, à faible rugosité.

[0047] Le module est de préférence monolithique.

[0048] Une fabrication monolithique du module permet de réduire les coûts, en supprimant la nécessité d'un montage. Elle permet par ailleurs de garantir un positionnement relatif précis des différents composants.

[0049] L'invention concerne aussi un module comprenant les éléments ci- dessus ainsi qu'un circuit électronique avec des amplificateurs et/ou de déphaseurs liés à chaque port. L'invention concerne en outre tout objet comprenant un tel module, notamment un objet de communication. Un tel objet peut être spécifiquement dédié au domaine aéronautique ou aérospatiale. Il peut par exemple s'agir d'un satellite de communication. L'invention concerne en outre une méthode de conception et de production du module objet de la présente description.

Brève description des figures

[0050] Des exemples de mise en œuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées suivantes :

[FIG. 1] Vue schématique, de côté, des différentes couches d'un module selon l'invention.

[FIG. 2] Deux exemples de réalisations de la troisième couche, dans laquelle chaque élément de cette couche comporte soit un soit deux entrées du côté de la quatrième couche.

[FIG. 3A], [FIG. 3B] et [FIG. 3C] Représentations schématiques de la deuxième et troisième couche d'un exemple de module selon l'art antérieur.

[FIG. 4] Représentation schématique d'un guide d'onde selon un mode de réalisation de la présente description.

[FIG. 5A] et [FIG. 5B] : Représentation schématique d'un guide d'onde selon un autre mode de réalisation de la présente description.

[FIG. 6A], [FIG. 6B] et [FIG. 6C] : Représentation schématique d'un guide d'onde selon d'autres modes de réalisation de la présente description.

[FIG. 7A] et [FIG. 7B] : Représentation schématique d'un guide d'onde selon d'autres modes de réalisation de la présente descriptionLa Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention

[0051] La figure 1 illustre un module radiofréquence 1 passif selon un premier mode de réalisation de l'invention, destiné à former la partie passive d'un réseau à radiation directe DRA.

[0052] Le module radiofréquence 1 de cet exemple comporte quatre couches 3, 4, 5, 6.

[0053] Parmi ces couches, la première couche 3 comprend un réseau bidimensionnel de N éléments radiants 30 (antennes) pour émettre des signaux électromagnétiques dans l'éther, respectivement pour recevoir les signaux reçus.

[0054] La deuxième couche 4 comporte un réseau de guides d'onde 40.

[0055] La troisième couche 5 est optionnelle ; elle peut aussi être intégrée à la deuxième couche 4. Lorsqu'elle est présente, la troisième couche 5 comporte un réseau d'éléments 50, par exemple de polariseurs ou d'adapteurs de section.

[0056] La quatrième couche 6 comporte un réseau bidimensionnel, par exemple une matrice rectangulaire, avec N ports 60 de guide d'ondes 40. Chaque port 60 constitue une interface avec un élément actif du DRA tel qu'un amplificateur et/ou un déphaseur, faisant partie d'un réseau de beamforming (également connu sous les termes de filtrage spatial ou formation de faisceaux ou formation de voies. Un port permet ainsi de connecter un guide d'onde à un circuit électronique, afin d'injecter un signal dans les guides d'onde ou en sens inverse de recevoir les signaux électromagnétiques dans les guides d'onde.

[0057] Il est aussi possible d'utiliser 2N ports 60A, 60B, si une antenne polarisée linéairement ou circulairement est utilisée. [0058] Au lieu d'intégrer les polariseurs dans la troisième couche 5, il est aussi possible d'utiliser une couche de polariseurs entre la première couche 3 avec les éléments radiants et la deuxième couche 4 avec les guides d'onde, ou d'intégrer des polariseurs dans les éléments radiants. Cette solution a l'avantage de rapprocher les polariseurs des éléments radiants, et d'éviter la complexité de transmettre un signal à plusieurs polarités dans chaque guide d'onde.

[0059] Ce module 1 est destiné à être utilisé dans un environnement multifaisceau. Les éléments radiants 30 sont de préférence rapprochés les uns des autres en sorte que le pas p1 entre deux éléments radiants adjacents est plus petite que la longueur d'onde à la fréquence nominale à laquelle le module 1 est destiné à être utilisé. On réduit ainsi l'amplitude des lobes d'émission et de réception secondaires.

[0060] Les figures 3A à 3C illustrent différentes vues d'un exemple de module selon l'art antérieur, sans la troisième et la quatrième couche. Les guides d'onde 40 et les éléments radiants 30 ont dans cet exemple une section carrée munie de quatre stries disposées symétriquement sur les flancs internes. Les guides d'onde sont convergents en direction de la première couche 3. Dans les modes de réalisation illustrés sur les figures 1 et 3A à 3C, les éléments radiants 30 sont constitués par des guides d'onde dont la cavité interne est munie de stries ou d'arêtes 300, par exemple de deux, trois ou quatre arêtes 300, par exemple réparties à des distances angulaires égales.

[0061] La présente invention se caractérise par la présence d'un ou plusieurs éléments d'ajustement de phase 500, disposés en protubérance sur la surface interne des guides d'ondes 40. Les éléments d'ajustement de phase 500 peuvent être disposés en remplacement ou en complément des stries ou arêtes 300 connues de l'art antérieur. Les éléments d'ajustement de phase 500 permettent en l'occurrence de supprimer la différence de phase inhérente aux variations de longueur et/ou de géométrie des guides d'onde 40 d'un même ensemble. Ils permettent en outre de limiter ou supprimer les variations de forme et de dimensions des guides d'ondes 40 au sein d'un même ensemble.

[0062] La suppression des différences de phase au moyen des éléments d'ajustement de phase 500 permet de produire un signal sans aucun déphasage. Les éléments d'ajustement de phase 500 peuvent cependant permettre de contrôler le déphasage, par exemple pour mieux maîtriser les lobes secondaires. Ainsi, un déphasage spécifique peut être induit grâce aux éléments d'ajustement de phase 500, limité par exemple à certains guides d'ondes 40, en fonction de leur position dans la matrice de guides d'onde ou d'autres facteurs.

[0063] Des déphasages différents sont obtenus dans différents guides d'onde d'un même module radiofréquence en employant des éléments d'ajustement de phase qui différent d'un guide d'onde à l'autre. Par exemple, la section de ces éléments, leur longueur, leur hauteur et/ou leur nombre peuvent varier d'un guide d'onde à l'autre de manière à provoquer des déphasages différents et par exemple à compenser ainsi des différences de longueur entre différents guides d'onde.

[0064] Les guides d'onde 40 peuvent ainsi présenter une section transversale de forme et de dimension constante ou pratiquement constante. La forme de la section transversale désigne essentiellement le contour extérieur d'un guide d'onde 40 donné. Selon un aspect, elle exclut la forme et la section de la surface intérieure du guide d'onde. Selon un autre aspect, elle exclut toute géométrie ou élément interne du guide d'ondes autre que les contours internes dont la forme correspond aux contours externes. La forme de la section transversale désigne non seulement la forme géométrique de la section transversale mais aussi ses dimensions. La forme de la section d'un guide d'onde 40 donné est de préférence constante ou pratiquement constante sur toute la longueur du guide d'onde 40. De préférence, la forme de la section transversale de tous les guides d'ondes 40 d'un ensemble donné est identique, même dans le cas où les guides d'ondes 40 ont différentes longueurs. [0065] Les variations de longueur entre les guides d'ondes 40 sont susceptibles de générer des déphasages qui doivent être rectifiés ou compensés, au moins partiellement. D'autres paramètres tels que la variation des formes longitudinales des guides d'ondes, même s'ils ont la même longueur, peuvent générer des déphasages. En particulier, des variations dans les rayons de courbure, ou dans le nombre des courbures des guides d'ondes 40 peuvent produire de tels déphasages. D'autres paramètres tels que les éventuelles variations de rugosité ou des combinaisons de matériaux utilisés dans la confection des guides d'ondes sont également susceptibles d'influencer le déphasage. Des structures internes disposées dans les guides d'ondes telles que des stries ou des arêtes ou des pics, peuvent également produire un déphasage qu'il convient de supprimer ou de compenser. Il est entendu que la présente invention s'applique à tout ensemble de guides d'ondes 40 produisant un déphasage du signal non désiré, que ce soit du fait des variations de longueur ou du fait d'autres paramètres structurels ou de composition des guides d'ondes.

[0066] Les éléments d'ajustement de phase 500 selon la présente description permettent de supprimer le déphasage ou en tout cas de le contrôler. Cela signifie que les guides d'ondes d'un ensemble donné, dont certains ou la totalité comportent un ou plusieurs des éléments d'ajustement de phase 500 sont isophases. Les éléments d'ajustement de phase 500 permettent alternativement de contrôler les déphasages. Cela signifie en particulier que les différences de déphasage entre guides d'onde, inhérents à la structure des guides d'ondes du module, peuvent être amoindris ou rendus similaires, voire identiques. Cela signifie en outre que des déphasages peuvent être produits de manière contrôlée. Cela peut être requis par exemple pour limiter ou supprimer les lobes secondaires ou les interférences entre éléments radiants. Les éléments d'ajustement de phase 500 peuvent servir à corriger des déphasages initialement attendus comme résultant de la structure des guides d'ondes mais faisant finalement l'objet d'une divergence par rapport aux valeurs attendues. Dans ce cas, les éléments d'ajustement de phase permettent de rectifier d'éventuels défauts de structures ou de fabrication pour obtenir la valeur de déphasage requise pour chaque guide d'onde du module. [0067] Un élément d'ajustement de phase 500 peut par exemple prendre la forme d'une variation de diamètre interne du guide d'onde 40. La figure 4 montre un tel exemple de guide d'onde 40, ayant une surface interne SI formant un diamètre maximal dmax et un diamètre minimal dmin, et une surface externe SE, de section et de forme constante sur sa longueur L. Bien que le guide d'ondes 40 soit représenté rectiligne, il peut être non rectiligne. Il peut en outre avoir toutes les formes de sections transversales déjà évoquées dans la présente description. En l'occurrence, la section du guide d'onde peut être hexagonale ou polygonale, carrée, rectangulaire, ronde ou ovale, ou de toute autre géométrie adéquate. L'élément d'ajustement de phase 500 peut réduire progressivement le diamètre interne d'un guide d'onde 40 entre un diamètre maximal dmax et un diamètre minimal dmin, sur toute sa longueur L ou sur seulement une partie de sa longueur L. Dans ce dernier cas, il s'agit d'une réduction locale du diamètre interne pouvant par exemple compenser les effets d'une courbure du guide d'onde. Une telle disposition peut être localisée dans une ou plusieurs portions centrales du guide d'onde 40 ou bien à l'une ou plusieurs de ses extrémités. Les valeurs du diamètre maximal dmax et minimal dmin peuvent être déterminées en fonction de la longueur L du guide d'onde 40 ou de sa différence de longueur avec les guides d'ondes adjacents. Alternativement ou en plus, la pente de la variation du diamètre entre les valeurs dmax et dmin, ou bien la longueur de l'élément d'ajustement 500, peut être déterminée en fonction de la longueur L du guide d'onde 40 ou de sa différence de longueur avec les guides d'ondes adjacents.

[0068] Par exemple, la valeur du diamètre maximal dmax peut correspondre au diamètre de la surface interne SI, ou bien à une fraction de l'ordre de 70% ou 80% ou environ 90%, ou environ 95% du diamètre de la surface interne SI.

[0069] Le diamètre minimal dmin peut quant à lui correspondre à une valeur de l'ordre de 60% ou environ 50%, voire 40% du diamètre de la surface interne SI. [0070] Dans le cas où plusieurs éléments d'ajustement de phase 500 sont disposés dans un guide d'onde, ils peuvent avoir chacun une valeur propre du diamètre maximal dmax et du diamètre minimal dmin.

[0071] Le diamètre s'entend ici comme la dimension de l'espace interne du guide d'onde 40, indépendamment de la géométrie de sa section. Il s'applique donc aussi bien aux formes de section rondes ou ovales qu'aux formes polygonales.

[0072] Sur une section transversale du guide d'onde 40 comportant un élément d'ajustement de phase 500, l'élément d'ajustement de phase peut recouvrir l'intégralité de la surface interne SI. Alternativement, l'élément d'ajustement de phase 500 peut être disposé sur une partie de la section transversale du guide d'onde 40. Les figures 5A et 5B montrent un exemple de guide d'onde 40 de section ronde comportant un élément d'ajustement de phase 500 recouvrant une partie de la section du guide d'onde 40. La figure 5A montre la section transversale correspondante et la figure 5B une coupe longitudinale.

[0073] La proportion de la section transversale comprenant un élément d'ajustement de phase 500 peut être par exemple de l'ordre de ou supérieur à 10%, ou de l'ordre de ou supérieur 20% ou de l'ordre de ou supérieur 30% de la surface interne SI correspondant à cette section transversale. Elle peut aller jusqu'à 100% de la surface interne SI pour une section transversale donnée. D'une extrémité à l'autre de l'élément d'ajustement de phase 500, la proportion de la surface interne SI occupée par l'élément d'ajustement de phase 500 peut varier par exemple de environ 10% à environ 90% ou de 20% à environ 80%, ou de 30% à environ 70% de la surface interne SI. En d'autres termes, la surface occupée par un élément d'ajustement de phase 500 varie d'une valeur de surface minimale Smin à une valeur de surface maximale Smax le long du guide d'onde 40. [0074] L'épaisseur d'un élément d'ajustement de phase 500 sur une section transversale donnée d'un guide d'onde peut ne pas être identique sur toute la surface occupée par l'élément d'ajustement de phase.

[0075] Un élément d'ajustement de phase 500, lorsqu'il ne recouvre qu'une fraction de la surface d'une section transversale, peut être orienté parallèlement à l'axe longitudinal du guide d'onde 40. Alternativement, un élément d'ajustement de phase 500 peut dévier de l'axe longitudinal du guide d'onde 40 et adopter une configuration hélicoïdale le long de la surface interne SI du guide d'onde 40.

[0076] La surface de l'élément d'ajustement de phase 500 orientée vers l'intérieur du guide d'onde 40 peut être de forme arrondie et concave, telle que représenté dans la figure 5A. Alternativement, elle peut être de forme arrondie et convexe, telle que représentée à la figure 6A. D'autres formes peuvent être déterminées, notamment des formes angulaires telles que des formes triangulaires ou rectangulaires, telle que représentées dans les figures 7A et 7B.

[0077] Dans le cas où plusieurs éléments d'ajustement de phase 500 sont disposés dans un guide d'onde, ils peuvent être disposés sur les mêmes tronçons du guide d'onde 40, c'est-à-dire en vis-à-vis les uns des autres. La figure 6A représente une section de guide d'ondes 40 comportant deux éléments d'ajustement de phase 500 disposés en vis-à-vis. La figure 6B représente une coupe longitudinale d'un guide d'ondes 40 comportant plusieurs éléments d'ajustement 500a, 500b, 500c, 500d décalés les uns par rapport aux autres le long du guide d'ondes. La figure 6C représente une autre vue en coupe où les éléments d'ajustement de phase 500a, 500b, 500c sont disposés de manière décalée et orientés selon un axe différent de l'axe longitudinal du guide d'onde 40. Ils forment en particulier un angle par rapport à l'axe longitudinal de l'ordre de 10° à environs 40°.

[0078] Les figures 7A et 7B représentent d'autres exemple de guide d'ondes 40 de section rectangulaire et comportant plusieurs éléments d'ajustement de phase 500a, 500b, 500c de formes différentes. Il est entendu que chacune des formes représentées peut être choisie indépendamment des autres, et qu'une même forme peut être répliquée dans un même guide d'onde 40. La forme de la section d'un élément d'ajustement de phase 500 peut en particulier être sélectionnée parmi une forme arrondie concave, une forme arrondie convexe, une forme polygonale, ou une combinaison de ces formes.

[0079] Selon un mode de réalisation, les éléments d'ajustement de phase 500 discutés dans la présente description peuvent être disposés en complément d'autres éléments déjà présents dans le guide d'ondes 40 et non impliqués dans la suppression ou la modulation contrôlée du déphasage, tels que des rainures ou des arrêtes ou des pointes. En particulier, lorsque ces éléments ne permettant pas à eux seuls de supprimer le déphasage du signal comme désiré d'un guide d'onde 40 à l'autre. Par exemple, des éléments radiants comportant des stries 300 autorisent des dimensions plus petites que la longueur d'onde du signal à transmettre ou à recevoir. En particulier le diamètre des guides d'ondes peut être inférieur à la longueur d'onde du signal. De tels éléments ne sont cependant pas nécessairement isophases et nécessitent une correction du déphasage. Les éléments d'ajustement de phase 500 permettent donc de maintenir les petites dimensions des guides d'ondes 40 rendues possibles grâce à la présence de stries tout en permettant de supprimer le déphasage ou de le contrôler. Des exemples de guides d'ondes comportant de tels éléments longitudinaux tels que des stries ou des arêtes ont également été donnés, lesquels permettent d'augmenter la bande passante monomode de chaque dispositif à guide d'onde. W02020194270 donne l'un de ces exemples. Une suppression ou une modulation du déphasage peut néanmoins rester nécessaire. Ce que permettent les éléments d'ajustement de phase de la présente description. Les structures ajoutées aux guides d'ondes 40 pour des raisons particulières peuvent également provoquer un déphasage qu'il convient de corriger.

[0080] Selon un autre mode de réalisation, les éléments d'ajustement de phase 500 sont arrangés dans des guides d'ondes 40 ne comportant aucun des autres éléments mentionnés précédemment. Selon une disposition particulière, ils peuvent être disposés en remplacement des éléments déjà présents dans le guide d'onde 40 et ayant des fonctions différentes de la modulation ou de la suppression de déphasage. Dans ce cas, les éléments d'ajustement de phase 500 permettent d'assurer le rôle des éléments qu'ils remplacent tout en permettant la modulation ou la suppression du déphasage. Par exemple, les éléments d'ajustement de phase 500 peuvent être disposés dans un guide d'onde 40 en remplacement de l'une ou plusieurs des stries 300 qu'il comporte. La géométrie adaptée des éléments d'ajustement de phase 500 permettent ainsi de maintenir des petites dimensions tout en maîtrisant le déphasage.

[0081] Que les éléments d'ajustement de phase 500 soient disposés en remplacement ou en complément d'autres éléments déjà présents dans le guide d'onde 40, ils permettent dans tous les cas d'éviter ou de limiter les variations de section des guides d'ondes normalement nécessaire pour supprimer ou corriger le déphasage. La plus grande homogénéité dans les diamètres des guides d'ondes favorise une plus grande compacité du dispositif.

[0082] Selon un mode de réalisation, le diamètre et/ou la surface occupée par des éléments d'ajustement de phase 500, venant en remplacement ou en complément d'autres éléments n'étant pas impliqués dans la correction ou la modulation du déphasage sont constants. En d'autres termes les valeurs de diamètre maximal dmax et de diamètre minimal dmin, ou bien la surface occupée pour une section donnée du guide d'onde 40 sont égales pour un élément d'ajustement de phase 500 donné.

[0083] Les éléments d'ajustement de phase 500 peuvent être symétriques et/ou être disposés dans le guide d'onde 40 de manière symétrique, ou régulière. Alternativement, les éléments d'ajustement de phase 500 n'ont pas de symétrie particulière, ils peuvent être à ce titre non-symétriques. Ils peuvent être disposés dans le guide d'onde de façon non régulière, c'est-à- dire à des intervalles non identiques. Ils peuvent en l'occurrence être concentrés localement aux endroits de variation de forme des guides d'ondes 40, par exemple au niveau des courbures ou proche des courbures.

[0084] Au sein d'un ensemble de guides d'ondes 40, chacun des guides d'ondes 40 peut avoir une influence spécifique sur le déphasage du signal par rapport au signal relatif aux autres guides d'ondes 40 de l'ensemble. Cette influence spécifique peut résulter d'une différence de longueur ou d'autres facteurs. Les éléments d'ajustement de phase 500 sont adaptés à corriger l'impact des différents guides d'onde sur le déphasage du signal de manière spécifique. En d'autres termes, le nombre, la forme, les dimensions et la disposition des éléments d'ajustement de phase 500 peuvent varier d'une guide d'onde 40 à l'autre.

[0085] Au sein d'un ensemble de guide d'ondes 40, certains guides d'ondes peuvent être dénués d'éléments d'ajustement de phase 500 et d'autre guides d'ondes 40 peuvent être pourvus de tels éléments d'ajustement de phase. Ainsi, une partie ou la totalité des guides d'onde d'un ensemble peuvent comporter un ou plusieurs éléments d'ajustement de phase 500, identiques ou différents.

[0086] Au sein d'un ensemble de guide d'ondes 40, la totalité des guides d'ondes a de préférence la même section transversale, tant en forme qu'en dimension. De la sorte leur déphasage n'est pas compensé par une variation de la forme ou des dimensions de leur section. Un ensemble de guides d'ondes peut néanmoins comprendre des guides d'ondes dont la forme et les dimensions de section diffèrent de l'un à l'autre sans pour autant que ces différences de section ne permettent la suppression, la modulation ou la correction du déphasage désirée.

[0087] Au sein d'un ensemble, les guides d'onde 40 peuvent être séparés les uns des autres. Alternativement, ils peuvent être liés les uns aux autres, de manière à maintenir leur positionnement relatif. Ils peuvent former un ensemble monolithique. Le lien entre les guides d'onde peut être établi par exemple par la première couche 3, par la troisième couche 5 et/ou par la quatrième couche 6. Il est aussi possible de réaliser des éléments de maintien sous forme de ponts entre différents guides d'onde. Alternativement, les guides d'ondes peuvent être en contact direct les uns aux autres sur l'ensemble de leur longueur ou sur une portion de leur longueur.

[0088] Un réseau d'éléments radiants 30 dans la première couche 3 comporte N éléments radiants 30. Les éléments radiants 30 peuvent être disposés selon une matrice rectangulaire, carrée ou de toute autre géométrie adaptée aux besoins. Par exemple, les éléments radiants peuvent former des lignes ayant un nombre d'éléments radiants variable selon les lignes, la forme générale de la couche formant un octogone. Les éléments radiants 30 peuvent être déphasés sur les lignes successives, la valeur du déphasage pouvant être inférieure au pas p1 entre deux éléments 30 adjacents sur la même ligne. Une première couche 3 de forme polygonale quelconque, ou sensiblement circulaire peut aussi être réalisée. Les éléments radiants 30 peuvent aussi être disposés en triangle, en rectangle, ou en losange, avec des lignes alignées ou déphasées.

[0089] La phase et l'amplitude de chaque élément radiant de la première couche 3 permettent d'obtenir une isolation élevée entre les différents faisceaux. Les éléments radiants de taille inférieure à la longueur d'onde réduisent l'impact des lobes secondaires dans la région couverte.

[0090] Toute forme d'éléments radiants supportant au moins un mode de propagation peut être mise en œuvre, y compris des formes rectangulaires, circulaires ou arrondies, striées ou non.

[0091] Les éléments radiants 30 peuvent être à simple polarisation ou à double polarisation. La polarisation peut être linéaire, inclinée ou circulaire.

[0092] Le pas p1 entre deux éléments radiants 30 de la première couche 3 est de préférence inférieur ou égal à Æ/2, X étant la longueur d'onde à la fréquence maximale pour laquelle le module est prévu. [0093] Les éléments radiants peuvent inclure des polariseurs non représentés, par exemple à la jonction avec la deuxième couche 4. Dans un autre mode de réalisation non représenté, des polariseurs sont prévus juste après la portion d'air libre dans laquelle le signal émis est radié. Comme on le verra plus loin, des polariseurs peuvent aussi être prévus dans la troisième couche 5.

[0094] La deuxième couche 4 comporte N guides d'onde 40. Chaque guide d'onde 40 transmet un signal depuis un port 60 et/ou un élément de la troisième couche 5 vers un élément radiant 30 correspondant en émission, et vice-versa en réception. Les guides d'onde 40 effectuent en outre une conversion entre l'arrangement des éléments 60 sur les troisième couche 5 et quatrième couche 6 et l'arrangement différent de la première couche d'éléments radiants 3.

[0095] Les guides d'ondes 40 peuvent être incurvés de manière à faire la transition entre la surface de la troisième ou quatrième couche 6 et la surface différente de la première couche 3 d'éléments radiants. Les guides d'ondes forment ainsi un volume en entonnoir.

[0096] La deuxième couche 4 peut permettre d'adapter le pas entre éléments adjacents. Dans un mode de réalisation, elle peut aussi être réalisée de manière à effectuer une transition entre la disposition des éléments radiants 30 de la première couche 3 et une disposition différente des ports 60 de la quatrième couche 6. Par exemple, la deuxième couche 4 peut effectuer une transition entre un réseau d'éléments ou de ports disposés en matrice rectangulaire et un réseau d'éléments ou de ports disposés selon une matrice différente, ou en polygone, ou en cercle.

[0097] Au moins certains guides d'ondes 40 peuvent être incurvés. En particulier, au moins certains guides d'onde sont incurvés dans deux plans perpendiculaires entre eux et parallèles à l'axe longitudinal du module. Ces guides d'onde 40 sont ainsi courbés en S dans deux plans orthogonaux entre eux et parallèles à la direction principale de transmission du signal. [0098] Le plan de connexion entre les guides d'onde 40 et les éléments radiants 30 d'un côté, et le plan de connexion entre les guides d'ondes 40 et les éléments 50 de l'autre côté, sont de préférence parallèles entre eux et perpendiculaires à la direction principale de transmission du signal.

[0099] Les guides d'ondes 40 à la périphérie de la deuxième couche 4 peuvent être plus incurvés que ceux près du centre, et plus longs. Les guides d'onde 40 proches du centre peuvent être rectilignes. Les éléments d'ajustement de phase 500 diffèrent donc entre les guides d'ondes 40 de la périphérie et ceux du centre.

[00100] Les dimensions du canal interne à travers les guides d'onde 40 et ceux de l'entrée 41, ainsi que leurs formes, sont déterminées en fonction de la fréquence opérationnelle du module, c'est-à-dire la fréquence du signal électromagnétique pour lequel le module 1 est fabriqué et pour laquelle un mode de transmission stable et optionnellement avec un minimum d'atténuation est obtenu.

[00101] Comme on l'a vu, les différents guides d'onde 40 dans la deuxième couche 4 peuvent présenter des longueurs et des courbures différentes, qui influencent leur courbe de réponse en fréquence. Ces différences peuvent être compensées par l'électronique alimentant chaque port 60 ou traitant les signaux reçus. De préférence, ces différences sont cependant compensées au moins partiellement en adaptant l'un ou plusieurs de la forme, le nombre, les dimensions, la géométrie des éléments d'ajustement de phase 500 de la présente description. Selon une disposition avantageuse, la présence des éléments d'ajustement de phase permet de s'affranchir des éléments électroniques dédiés à la correction du déphasage.

[00102] Tous les guides d'ondes ont la même forme et les mêmes dimensions de section.

[00103] Dans le cas où la longueur des différents guides d'onde 40 de la deuxième couche est identique, certains guides d'ondes peuvent comporter un ou plusieurs éléments d'ajustement de phase 500 destinés à contrôler localement le déphasage du signal. Une telle disposition permet par exemple d'influencer les lobes secondaires.

[00104] Alternativement, lorsque la longueur des différents guides d'onde 40 diffère d'un guide d'ondes à l'autre, les éléments d'ajustement de phase 500 décrits ici permettent d'obtenir un ensemble de guides d'ondes isophases à la longueur d'onde considérée. Les guides d'ondes d'un tel ensemble de guides d'ondes isophases permettent chacun de produire un signal sans déphasage par rapport au signal des autre guides d'ondes de l'ensemble malgré les différences de longueur ou de courbure ou de forme des guides d'ondes. A cet effet, les différents guides d'onde comportent un ou plusieurs éléments d'ajustement de phase adaptés pour compenser la variation de phase résultant des différences de longueur ou de forme des différents guides d'ondes.

[00105] Il est aussi possible d'utiliser des guides d'onde de longueur différente, et/ou produisant des déphasages différents, bien que pourvus des éléments d'ajustement de phase ici décrits, et d'exploiter ou de compenser ces déphasages avec le réseau de circuits électroniques actifs de déphasage, afin de contrôler le déphasage relatif entre éléments radiants, et par exemple de contrôler le beamforming.

[00106] La deuxième couche 4 peut aussi, selon les modes de réalisation, inclure d'autres éléments à guide d'onde tels que des filtres, des convertisseurs de polarisation ou des adaptateurs de phase.

[00107] Chaque guide d'onde 40 peut être destiné à transmettre un signal à polarisation simple ou à double polarisation.

[00108] La troisième couche 5 est optionnelle et comporte des éléments 50. Dans un mode de réalisation, les éléments 50 permettent de faire une transition entre la section transversale des ports 60 de la quatrième couche 6 et la section transversale qui peut être différente des guides d'onde 40 de la deuxième couche 4, correspondant généralement à la section transversale des éléments radiants de la première couche 3. Les guides d'onde de la troisième couche 5 assurent par exemple une transition entre la section carrée ou rectangulaire de la sortie des ports 60 et la section des guides d'onde 40 et des éléments radiants 30 qui peut être munie de stries 300.

[00109] Les éléments 50 de la troisième couche 5 peuvent aussi, selon les modes de réalisation, effectuer une transformation du signal, par exemple à l'aide d'autres éléments à guide d'onde tels que des filtres, des convertisseurs de polarisation, des polariseurs, des adaptateurs de phase, etc.

[00110] La surface transversale de la troisième couche 5 est de préférence égale à la surface transversale de la quatrième couche 6.

[00111] La figure 2 illustre un exemple d'élément 50 de la troisième couche 5. Dans le mode de réalisation du haut de la figure, cet élément 50 comporte une entrée 51 liée à un port 60 et une entrée 53 liée à l'entrée 41 d'un guide d'onde 40.

[00112] Dans le mode de réalisation du bas de la figure, cet élément 50 comporte deux entrées 52A, 52B, chacune étant liée à un port 60A respectivement 60B de la quatrième couche, et une entrée 53 liée à l'entrée 41 d'un guide d'onde 40. Dans ce mode de réalisation, l'élément 60 comporte de préférence un polariseur pour combiner respectivement séparer deux polarités sur les ports 60A, 60B, depuis/vers un signal combiné sur le guide d'onde 40.

[00113] Les éléments d'ajustement de phase dans le canal du guide d'onde peuvent provoquer un filtrage du signal radiofréquence dans le guide d'onde (filtre en peigne). Ce filtrage peut être contrôlé de manière à atténuer des bandes de fréquence ou des modes de propagation indésirables. Le filtrage peut aussi être une conséquence indésirable de la présence des éléments d'ajustement de phase dans le canal du guide d'onde. Dans ce cas, les éléments d'ajustement de phase seront positionnés et dimensionnés de manière à n'atténuer que des fréquences éloignées de la fréquence nominale du guide d'onde.

[00114] La présente invention couvre également une méthode de fabrication d'un module objet de la présente description.

[00115] L'ensemble du module 1 est réalisé de préférence de manière monolithique, par fabrication additive. Il est aussi possible de réaliser l'ensemble du module 1 en plusieurs blocs assemblés entre eux, chaque bloc comportant les quatre couches 3, 4, 5, 6, ou au moins les première couche 3, deuxième couche 4 et quatrième couche 6. Une fabrication par usinage soustractif ou par assemblage est aussi possible, ainsi qu'une combinaison d'étape de fabrication additive et d'usinage soustractif. Les éléments d'ajustement de phase 500 sont de préférence produit par une méthode de fabrication additive.

[00116] Dans un mode de réalisation, le module est réalisé intégralement en métal, par exemple en aluminium, par fabrication additive.

[00117] Dans un autre mode de réalisation, le module 1 comporte une âme en polymère, en PEEK, en métal ou en céramique, et une enveloppe conductrice déposée sur les faces de cette âme. L'âme du module 1 peut être formée d'un matériau polymère, de céramique, d'un métal ou d'un alliage, par exemple d'aluminium, de titane ou d'acier. Les éléments d'ajustement de phase 500 peuvent être intégrés à l'âme et formés du même matériau que l'âme. L'enveloppe conductrice peut recouvrir les éléments d'ajustement de phase 500.

[00118] L'âme du module 1 peut être réalisée par stéréolithographie ou par selective laser melting (fusion laser sélective). L'âme peut comporter différentes pièces assemblées, par exemple collées ou soudées, entre elles. En l'occurrence, les éléments d'ajustement de phase 500 peuvent être ajoutés à l'âme et associés à l'âme au moyen d'un collage ou d'un soudage. [00119] La couche métallique formant l'enveloppe peut comprendre au choix un métal choisi parmi Cu, Au, Ag, Ni, Al, acier inoxydable, laiton ou une combinaison de ces métaux.

[00120] L'une ou plusieurs des surfaces interne et externe de l'âme, y compris les éléments d'ajustement de phase 500, peuvent être recouvertes d'une couche métallique conductrice, par exemple de cuivre, d'argent, d'or, de nickel etc, plaqué par déposition chimique sans courant électrique. L'épaisseur de cette couche est par exemple comprise entre 1 et 20 micromètres, par exemple entre 4 et 10 micromètres.

[00121] L'épaisseur de ce revêtement conducteur doit être suffisante pour que la surface soit conductrice électriquement à la fréquence radio choisie. Ceci est typiquement obtenu à l'aide d'une couche conductrice dont l'épaisseur est supérieure à la profondeur de peau S.

[00122] Cette épaisseur est de préférence sensiblement constante sur toutes les surfaces internes afin d'obtenir une pièce finie avec des tolérances dimensionnelles précises.

[00123] La déposition de métal conducteur sur les faces internes et éventuellement externes peut se faire en immergeant l'âme dans une série de bains successifs, typiquement 1 à 15 bains. Chaque bain implique un fluide avec un ou plusieurs réactifs. La déposition ne nécessite pas d'appliquer un courant sur l'âme à recouvrir. Un brassage et une déposition régulière sont obtenus en brassant le fluide, par exemple en pompant le fluide dans le canal de transmission et/ou autour du module 1 ou en vibrant l'âme et/ou le bac de fluide, par exemple avec un dispositif vibrant à ultrasons pour créer des vagues ultrasoniques.

[00124] L'enveloppe conductrice métallique peut recouvrir toutes les faces de l'âme de manière ininterrompue. Dans un autre mode de réalisation, le module 1 comporte des parois latérales avec des surfaces externes et internes, les surfaces internes délimitant un canal, ladite enveloppe conductrice recouvrant ladite surface interne mais pas la totalité de la surface externe.

[00125] Le module 1 peut comporter une couche de lissage destinée à lisser au moins partiellement les irrégularités de la surface de l'âme. L'enveloppe conductrice est déposée par-dessus la couche de lissage.

[00126] Le module 1 peut comporter une couche d'accrochage (ou d'amorçage) déposée sur l'âme de manière à la recouvrir de manière ininterrompue.

[00127] La couche d'accrochage peut être en matériau conducteur ou non conducteur. La couche d'accrochage permet d'améliorer l'adhésion de la couche conductrice sur l'âme. Son épaisseur est de préférence inférieure à la rugosité Ra de l'âme, et inférieure à la résolution du procédé de fabrication additive de l'âme.

[00128] Dans un mode de réalisation, le module 1 comprend successivement une âme non conductrice réalisée en fabrication additive, incluant un ou plusieurs éléments d'ajustement de phase 500, une couche d'accrochage, une couche de lissage et une couche conductrice. Ainsi, la couche d'accrochage et la couche de lissage permettent de diminuer la rugosité de la surface du canal guide d'ondes. La couche d'accrochage permet d'améliorer l'adhésion de l'âme, conductrice ou non conductrice, avec la couche de lissage et la couche conductrice.

[00129] La forme du module 1 peut être déterminée par un fichier informatique stocké dans un support de données informatique et permettant de commander un dispositif de fabrication additive.

[00130] En outre, la forme, le nombre, l'emplacement, les dimensions ainsi que tout paramètre utile relatif aux éléments d'ajustement de phase 500 peuvent être déterminés par un fichier informatique stocké dans un support de données informatique et permettant de commander un dispositif de fabrication additive.

[00131] Alternativement ou en plus, la forme, le nombre, l'emplacement, les dimensions ainsi que tout paramètre utile relatif aux éléments d'ajustement de phase 500 peuvent être déterminés intégralement ou en partie au moyen d'un programme de modélisation. Un tel programme permet par exemple de déterminer au moins une partie des caractéristiques des éléments d'ajustement de phase 500 nécessaires à réaliser la suppression ou la modulation du déphasage en fonction des caractéristiques des guides d'ondes utilisés. Un tel programme de modélisation peut par exemple prendre en compte la longueur du guide d'onde considéré, sa forme longitudinale, incluant les courbures, la forme de sa section, et tout autre paramètre utile, ainsi que la longueur d'onde du signal. La modélisation peut inclure l'application d'un algorithme permettant de déterminer le déphasage d'un guide d'onde en fonction de ses caractéristiques. Elle peut inclure l'application d'un algorithme, par exemple un algorithme analytique ou par approximations successives, permettant de déterminer une ou plusieurs des caractéristiques des éléments d'ajustement de phase 500 nécessaires à corriger ou contrôler ou supprimer ce déphasage. Les caractéristiques des éléments d'ajustement de phase 500 incluent l'une ou plusieurs de leurs dimensions, de leurs formes, de leur nombre, et de leur disposition dans le guide d'onde, incluant leur orientation et leur emplacement.

[00132] Un module d'intelligence artificielle et/ou de deep learning peut être utilisé pour déterminer l'effet des éléments d'ajustement de phase 500 sur le déphasage et la fonction de transfert des guides d'onde. Lorsque les caractéristiques des éléments d'ajustement de phase sont déterminées, elles peuvent être transférées à un dispositif de fabrication additive de sorte à les produire.

[00133] Le module peut être lié à un circuit électronique, par exemple sous la forme d'un circuit imprimé monté derrière la troisième couche 5 de ports ou derrière la quatrième couche 6, avec des amplificateurs et/ou de déphaseurs liés à chaque port.




 
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