DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention est relative aux antennes pour émettre et/ou recevoir une onde électromagnétique dans une direction souhaitée. Ces antennes sont dites de type directive, c'est-à-dire qui émettent et/ou reçoivent un faisceau d'onde électromagnétique, ce faisceau étant orientable .

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

Plus particulièrement, l'invention concerne une antenne comprenant :

- un élément rayonnant pour émettre et/ou recevoir ladite onde électromagnétique,

- une surface adaptable comprenant une pluralité d'éléments réglables pour modifier une impédance de ladite surface adaptable et pour modifier la manière dont l'onde électromagnétique est réfléchie par ladite surface adaptable, et

- un contrôleur relié à la surface adaptable et qui contrôle les éléments réglables de celle-ci à partir de paramètres, lesdits paramètres étant déterminés à partir de la direction souhaitée de l'onde électromagnétique.

Une antenne est isotrope si elle émet et/ou reçoit une onde électromagnétique de la même façon dans toutes les directions. Une antenne a une directivité si elle émet et/ou reçoit une onde électromagnétique dans une direction précise. On caractérise ces antennes directives par un diagramme de rayonnement, c'est-à-dire l'amplitude de l'onde électromagnétique en fonction d'une direction dans un plan horizontal et/ou dans un plan vertical. Un tel diagramme de rayonnement est généralement établi par rapport à un angle dans chaque plan ; c'est donc une courbe polaire qui représente l'amplitude de l'onde en fonction de l'angle compris entre 0 ° et 360 °. Cette courbe comprend généralement des excroissances appelés lobes qui sont des directions angulaires dans lesquelles l'antenne émet plus ou reçoit plus (est plus sensible) . Une antenne est donc directive si sont diagramme de rayonnement possède un lobe principal de grande amplitude dans une direction déterminée, et d'autres lobes secondaires d'amplitude plus faible que celle du lobe principal.

Ensuite, pour piloter la direction d'une antenne directive, il existe de nombreuses techniques.

Par exemple, il existe des antennes de type à réseau de phase (« phased array » en langue anglaise) qui sont composés d'un réseau d'éléments rayonnants, chacun étant commandé en phase et en amplitude pour générer au global un rayonnement directif de direction inclinable.

Dans ce type d'antenne, les éléments rayonnants sont nombreux et connectés chacun à un amplificateur piloté. L'antenne est alors complexe et elle consomme beaucoup d'énergie.

Par exemple, il existe des antennes de type à réseau de réflexion (« reflect array » en langue anglaise) telles que l'antenne du document US 2004/263408 qui utilise un élément rayonnant de type à cornet, connu pour avoir un diagramme de rayonnement directif et concentré dans une direction, et une surface adaptable positionnée en face du cornet pour réfléchir l'onde électromagnétique dans une direction déterminée par les états des éléments réglables de cette surface adaptable.

L'élément rayonnant (cornet) a un lobe principal de rayonnement de direction fixe, mais en modifiant les états des éléments réglables, le contrôleur de l'antenne modifie l'amplitude et/ou la phase de l'onde réfléchie par chaque élément réglable de la surface adaptable, et modifie ainsi la direction de l'onde électromagnétique réfléchie. La surface adaptable permet donc d' incliner le lobe principal généré par l'élément rayonnant. Dans ce type d'antenne, la surface adaptable est positionnée à distance de l'élément rayonnant. L'antenne est alors généralement très volumineuse (peu compacte) et possède une plage spatiale de rayonnement limitée car la surface adaptable génère une zone d'ombre importante.

EXPOSE DE L' INVENTION

La présente invention a pour but d'améliorer les antennes à faisceau orientable.

A cet effet, l'antenne du type précité est caractérisée en ce que l'élément rayonnant et la surface adaptable sont intégrés à l'intérieur d'un boîtier,

ledit boîtier formant une cavité adaptée pour que l'onde électromagnétique soit réfléchie plusieurs fois à l'intérieur du boîtier pour impacter plusieurs fois des éléments réglables de la surface adaptable, et

ledit boîtier comprenant une ouverture pour que l'onde électromagnétique soit émise vers l'extérieur ou soit reçue de l'extérieur du boîtier, à travers ladite ouverture, et vers/depuis un champ lointain.

Grâce à ces dispositions, l'onde électromagnétique générée par l'élément rayonnant est réfléchie à l'intérieur de la cavité et par la surface adaptable plusieurs fois avant d'être émise via l'ouverture (ouverture directe ou semi réfléchissante) vers l'extérieur du boîtier. Cette onde électromagnétique est alors plus facilement contrôlable avant son émission en champ lointain. Notamment, il est possible de créer simultanément et avec tout type d'élément rayonnant, une antenne directive avec un lobe principal de grande amplitude et inclinable dans toute direction.

De plus, on évite des pertes de rayonnement électromagnétique en dehors de la surface adaptable. L'onde émise par l'élément rayonnant est presque totalement réfléchie par la surface adaptable, et donc presque toute l'onde émise peut être contrôlée pour être concentrée en un faisceau unique, i.e. un lobe principal de grande énergie. L'antenne est donc plus efficace.

En outre, tous les chemins entre l'élément rayonnant et la surface adaptable sont contenus dans le volume de la cavité, i.e. à l'intérieur du boîtier, et l'antenne est plus compacte.

Enfin, les éléments réglables de la surface adaptable peuvent être répartis de manière quelconque dans la cavité car les réflexions multiples assurent de balayer la surface interne du boîtier et donc d' impacter tous les éléments réglables.

Dans divers modes de réalisation de l'antenne selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :

Selon un aspect, un écran positionné dans la cavité entre l'élément rayonnant et l'ouverture pour limiter un rayonnement direct d'onde électromagnétique de l'élément rayonnant vers l'extérieur du boîtier et/ou pour réfléchir les ondes en direction de la surface adaptable.

Selon un aspect, l'ouverture est constituée de plusieurs ouvertures élémentaires, ces ouvertures élémentaires étant sur une face du boîtier ou sur une pluralité de faces du boîtier.

Selon un aspect, l'ouverture est constituée au moins partiellement d'un ou plusieurs éléments semi réfléchissants .

Selon un aspect, l'élément semi réfléchissant est réalisé par un film métallique mince.

Selon un aspect, l'élément semi réfléchissant est réalisé par un réseau de trous dans un élément métallique ou un réseau de formes métallique, un trou ou une forme étant distante d'un/une autre voisin/voisine d'une distance inférieure à la moitié de la longueur d'onde de l'onde électromagnétique .

Selon un aspect, l'élément semi réfléchissant a une propriété de transmission électromagnétique qui varie dans la surface de l'ouverture.

Selon un aspect, la propriété de transmission électromagnétique comprend l'amplitude de transmission et/ou la phase de transmission.

Selon un aspect, l'élément semi réfléchissant comprends un ou plusieurs éléments réglables d'ouverture pour modifier la manière dont l'onde électromagnétique est réfléchie et/ou transmise par ladite ouverture, le contrôleur étant relié aux éléments réglables d'ouverture pour les contrôler à partir de paramètres d'ouverture.

Selon un aspect, l'élément rayonnant est positionné dans le boîtier pour émettre et/ou recevoir une onde électromagnétique principalement directement vers la surface adaptable, par orientation dudit élément dans le boîtier .

Selon un aspect, l'élément rayonnant est adapté en impédance avec l'impédance de la cavité, pour respecter une condition de couplage critique.

Selon un aspect, l'élément rayonnant est choisi dans une liste comprenant un monopole, un dipôle, un guide d'onde, un guide d'onde rayonnant, et une antenne planaire.

Selon un aspect, la surface adaptable recouvre toutes les faces intérieures du boîtier ou une portion des faces intérieures du boîtier ou une ou plusieurs des faces intérieures du boîtier.

Selon un aspect, la surface adaptable est constituée d'éléments réglables répartis dans le boîtier sans périodicité.

Selon un aspect, la surface adaptable comprend des premiers éléments réglables accordés à une première fréquence et des seconds éléments réglables accordés à une seconde fréquence, la première fréquence étant différente de la seconde fréquence.

Selon un aspect, les premiers et seconds éléments réglables sont répartis sont spatialement mélangés. Selon un aspect, la surface adaptable comprend des éléments réglables accordés à une pluralité de fréquences différentes comprises dans une bande passante prédéterminée .

Selon un aspect, le boîtier comprend une face principale, et le boîtier a une dimension d'épaisseur dans une direction perpendiculaire à ladite face principale inférieure aux autres dimensions du boîtier, et la dimension d'épaisseur est supérieure à la moitié de la longueur d'onde de l'onde électromagnétique

Selon un aspect, le boîtier comprend une face principale, et la face principale est de forme semi- sphérique .

Selon un aspect, le contrôleur détermine les paramètres également en fonction d'une polarisation souhaitée .

Selon un aspect, le contrôleur détermine les paramètres à partir de valeurs de paramètres préenregistrées dans une mémoire, ou par calcul d'un modèle ou par un procédé itératif utilisant une information supplémentaire .

Selon un aspect, l'information supplémentaire est issues de signaux de capteurs externes situés à l'extérieur du boîtier et adaptés pour recevoir l'onde électromagnétique .

Selon un aspect, l'antenne comprend en outre un ou plusieurs capteurs internes adaptés pour recevoir l'onde électromagnétique, lesdits capteurs internes étant intégrés à l'intérieur du boîtier, et le contrôleur détermine les paramètres à partir d'une direction souhaitée de l'onde électromagnétique et de valeurs de l'onde électromagnétique reçue par les capteurs internes à certaines périodes prédéterminées .

Selon un aspect, l'antenne comprend une pluralité d'éléments rayonnant intégrés à l'intérieur du boîtier. L' invention concerne également un système de communication radio adapté pour communiquer des communications audio, vidéo, des messages ou des données. Ce système de communication radio comprend une antenne telle que présenté ci-dessus.

1/ invention concerne également un système de détection radar adapté pour localiser des objets dans un espace. Ce système de détection radar comprend une antenne telle que présenté ci-dessus.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints.

Sur les dessins :

- la figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'une antenne selon l'invention,

- la figure 2a montre un rayonnement de l'antenne de la figure 1 sans optimisation des paramètres,

- la figure 2b montre un rayonnement de l'antenne de la figure 1 après optimisation des paramètres par le contrôleur,

- la figure 3a est un diagramme de rayonnement de l'antenne de la figure 1 sans optimisation des paramètres,

- la figure 3b est un diagramme de rayonnement de l'antenne de la figure 1 après optimisation des paramètres par le contrôleur,

- la figure 4a est un autre diagramme de rayonnement de l'antenne de la figure 1, avec des paramètres optimisés pour émettre avec un angle de 90 °,

- la figure 4b est un autre diagramme de rayonnement de l'antenne de la figure 1, avec des paramètres optimisés pour émettre avec un angle de 60 °,

- la figure 5a est une vue schématique d'une variante de l'antenne de la figure 1, comprenant une ouverture composée de plusieurs ouvertures élémentaires sur une face du boîtier,

- la figure 5b est une vue schématique d'une variante de l'antenne de la figure 1, comprenant une ouverture composée de plusieurs ouvertures élémentaires sur plusieurs faces du boîtier,

- la figure 6 est une vue schématique d'une variante de l'antenne de la figure 1, avec un boîtier en forme de dôme,

- la figure 7 est une vue en coupe latérale d'une antenne selon la figure 1 incluant un écran et des dispositifs réverbérant, et

- la figure 8 montre un deuxième mode de réalisation d'une antenne sphérique.

DESCRIPTION DETAILLEE

La figure 1 montre un premier mode de réalisation de l'invention d'une antenne 10 selon l'invention. L'antenne 10 est une antenne pour émettre et/ou recevoir une onde électromagnétique dans une direction souhaitée.

L'antenne 10 comprend :

- un élément rayonnant 20 pour émettre et/ou recevoir l'onde électromagnétique,

- une surface adaptable 30 comprenant une pluralité d'éléments réglables 31 pour modifier une impédance de la surface adaptable et pour modifier la manière dont l'onde électromagnétique est réfléchie et/ou transmise par ladite surface adaptable, et

- un contrôleur 40 relié à la surface adaptable et qui contrôle les éléments réglables de celle-ci à partir de paramètres, les paramètres étant déterminés à partir de la direction souhaitée de l'onde électromagnétique.

Une telle antenne peut être utilisée par exemple dans :

- un système de communication radio adapté pour communiquer des communications audio, vidéo, des messages ou des données, ou dans

- un système de détection radar adapté pour localiser des objets dans un espace

Des variantes de surfaces adaptables connues sont par exemples sont décrit dans le document US 2004/263408 cité ci-dessus ou dans le document US 2016/0233971 De nombreuses techniques sont connues pour réaliser de telles surfaces adaptables, parfois appelées des surfaces à impédance adaptable, des méta-surfaces , des dispositifs de mise en forme d'onde, des réseaux de réflexion.

Pour l'antenne 10 selon l'invention, l'élément rayonnant 20 et la surface adaptable 30 sont intégrés à l'intérieur d'un boîtier 11, souvent appelé « radôme » dans ce domaine technique. Cependant, ici, le boîtier ne sert pas seulement à protéger l'antenne, mais le boîtier 11 forme une cavité 12 (une cavité électromagnétique) pour les ondes We émises et/reçues par l'élément rayonnant 20. Le boîtier 11 est ainsi adapté pour que ces ondes We sont réfléchies une ou plusieurs fois à l'intérieur du boîtier et éventuellement réfléchies une ou plusieurs fois par des éléments réglables 31 de la surface adaptable 30.

Par exemple, le boîtier 11 est constitué d'un matériau transparent aux ondes électromagnétiques et sa surface interne est au moins partiellement métallisée ou recouverte d'une couche métallique (métallisée) adaptée pour réfléchir les ondes We émises par l'élément rayonnant 20.

Plus généralement, le boîtier 11 comprend un moyen pour réfléchir une ou plusieurs fois les ondes We à l'intérieur du boîtier pour que ces ondes impactent une ou plusieurs fois des éléments réglables 31 de la surface adaptable 30. Grâce à ces réflexions multiples sur des éléments réglables, ces ondes sont pilotables avec une très grande diversité de réglages.

En outre, le boîtier 11 est une enveloppe à 3 dimensions qui enferme temporairement les ondes We . Cette enveloppe a par exemple une forme parallélépipédique qui comprend par exemple une face inférieure, une face supérieure et des faces latérales. Ces faces comprennent lesdits moyens pour réfléchir les ondes.

En alternative, le boîtier 11 a une forme semi- sphérique ou sphérique.

Par exemple, les faces ou surfaces du boîtier 11 sont recouvertes d'un matériau adapté pour que l'onde We émise et/ou reçue par l'élément rayonnant 20 soit réfléchie par les faces de ce boîtier 11 à 3 dimensions. Le matériau adapté est par exemple un matériau métallique ou métallisé ou chargé en particules métalliques.

Le boîtier 11 comprend une ouverture 13 pour que l'onde électromagnétique We soit émise vers l'extérieur ou soit reçue de l'extérieur du boîtier 11, à travers cette ouverture 13 en une onde électromagnétique Wa de propagation externe. Une fois émise hors du boîtier 11, cette onde électromagnétique Wa émise par l'antenne 10 se propage alors vers un champ lointain. Réciproquement, le boîtier 11 se comporte comme un capteur qui absorbe par l'ouverture 13 des ondes électromagnétiques Wa provenant d'un champ lointain pour que l'élément rayonnant 20 dans le boîtier reçoive une grande quantité d' ondes We internes à la cavité.

Cette ouverture 13 est une ouverture au sens électromagnétique : Le boîtier 11 peut être physiquement fermé et étanche, mais il y a une ouverture 13 électromagnétique qui laisse au moins partiellement fuir les ondes électromagnétiques vers l'extérieur du boîtier. Il suffit par exemple qu'une portion d'un boîtier ne soit pas métallisée.

L'antenne 10 selon l'invention est donc constitué d'une cavité électromagnétique délimitée par un boîtier 11 dans lequel se situe une surface adaptable 30 à propriété contrôlable, et un élément rayonnant 20 qui est source orientée vers la surface adaptable 20 et qui est écrantée de l'extérieur du boîtier 11 par une interface métallique.

Il faut noter que la surface adaptable 30 n'est pas positionnée dans l'ouverture 13 car cela réduirait les performances et la contrôlabilité de l'antenne 10, mais elle est positionnée sur une ou plusieurs parois internes du boîtier 11.

Grâce à cette intégration d'un élément rayonnant 20 et d'une surface adaptable 30 dans une cavité électromagnétique, l'antenne 10 est capable de transformer un rayonnement électromagnétique quelconque de l'élément rayonnant simultanément en un rayonnement directif

(concentré sur une direction) et en un rayonnement pilotable en inclinaison (orientation) dans toutes les directions de l'espace. En outre, cette antenne est compacte et très efficace.

En outre, contrairement aux techniques antérieures d'antennes à réseau de phase ou d'antenne à réseau de réflexion, qui imposent des distances fixées entre les éléments réglables par leur principe de fonctionnement, les éléments réglables 31 de la surface adaptable peuvent être répartis de manière quelconque dans la cavité 12. En effet, les réflexions multiples dans la cavité 12 assurent de balayer l'ensemble de la surface interne du boîtier 11 et donc d' impacter tous les éléments réglables 31.

Les paramètres permettent de déterminer les états de chaque élément réglable 31 de la surface adaptable 30, c'est-à-dire la façon dont chacun modifie son impédance et dont l'onde électromagnétique We est réfléchie et/ou transmise dans la cavité 12. Un jeu de paramètres détermine l'ensemble de ces états et donc la caractéristique de 1 ' antenne .

Il est possible de trouver un jeu de paramètres qui optimise l'émission et/ou réception (par réciprocité) de l'onde électromagnétique Wa de l'antenne, c'est-à-dire qui permet d'obtenir un lobe principal L1 de grande amplitude et des lobes secondaires L2 de faible amplitude, comme cela est représenté en figures 2a et 2b qui montrent le changement entre un faisceau d'émission pour un jeu de paramètres non optimisés (figure 2a) puis pour un jeu de paramètres optimisés (figure 2b) . Notamment dans le mode optimisé, les lobes secondaires L2 sont d'amplitude inférieure à la moitié de l'amplitude du lobe primaire L1. De préférence, l'antenne sera conçu pour obtenir des amplitudes de lobes secondaires L2 inférieure à 1/4 de l'amplitude du lobe primaire L1. Idéalement, on pourra rechercher à obtenir un rapport de 1/10 pour ces amplitudes .

On obtient ainsi une antenne directive (faisceau concentré dans une direction) de grande efficacité, et notamment à partir de tout type d'élément rayonnant, et pas seulement un cornet comme présenté dans le document US 2004/263408.

Les figures 3a et 3b montrent des diagrammes de rayonnement normalisés à une amplitude 1 de l'antenne 10 avec des paramètres de la figure 3a et 3b, respectivement. Ces diagrammes montrent que le changement des paramètres permet d'améliorer la directivité de l'antenne 10, puisque dans le premier jeu de paramètres le diagramme présente deux lobes de quasi même amplitude (figure 3a) , alors que dans le second jeu de paramètres, optimisé, le diagramme présente un lobe principal de grande amplitude à la position angulaire de 0 (figure 3b) . Ce lobe principal a effectivement une amplitude supérieure à 4 fois l'amplitude des autres lobes, les lobes secondaires.

Ensuite, il est également possible de trouver un jeu de paramètres qui modifie l'orientation du lobe primaire L1 de l'antenne 10. En fait, on recherche un jeu de paramètres optimisé en directivité pour chaque orientation ou direction, comme cela est représenté en figures 4a et 4b. La figure 4a montre un diagramme de rayonnement optimisé pour une orientation ou direction de 90 °, et la figure 4b montre un diagramme de rayonnement optimisé pour une orientation ou direction de 60 ° . Les inventeurs ont trouvé sur l'antenne 10 réalisée qu'il était possible d'obtenir des jeux de paramètres optimisés pour une large plage angulaire d'émission/réception. Par exemple, cette plage angulaire est de l'ordre de +/- 60 par rapport à une direction normale à l'ouverture, et cela dans les deux plans perpendiculaires, i.e. le plan horizontal et le plan vertical.

On obtient donc simplement une antenne à rayonnement d'orientation réglable de grande efficacité (sensibilité) .

Le contrôleur 40 peut déterminer les paramètres pour la surface adaptable 30 en fonction de la direction souhaitée de l'onde électromagnétique Wa pour l'antenne 10.

Suite aux explications précédentes, on comprend que l'on pourra enregistrer en mémoire du contrôleur des valeurs de jeux de paramètres pour une pluralité de directions, par exemple un ensemble de couples directions angulaires selon un angle du plan horizontal (azimut) et un angle du plan vertical (élévation) . Par exemple, le contrôleur choisira le jeu de paramètres dont la direction est la plus proche de la direction désirée. Optionnellement, le contrôleur pourra effectuer des interpolations sur plusieurs jeux de paramètres de directions voisines.

En variante, un modèle des jeux de paramètres pourrait être établi, et le contrôleur 40 déterminera les paramètres par calcul avec ce modèle et la direction souhaitée .

En variante, le contrôleur 40 déterminera par un procédé itératif d'optimisation le jeu de paramètres à utiliser, l'optimisation étant par exemple effectuée à l'aide d'une information supplémentaire donnée au contrôleur. Cette information supplémentaire peut provenir de signaux d'un ou plus capteurs externes reliés audit contrôleur 40 par une liaison directe ou indirecte, filaire ou sans fil. Eventuellement, cette information supplémentaire peut provenir d'un autre système, par exemple un système utilisateur de l'antenne 10. Cette information supplémentaire est relative à l'onde électromagnétique Wa émise et/ou reçue par l'antenne 10, en champ proche de l'antenne et/ou en champ lointain de 1' antenne .

Notamment, cette information supplémentaire peut servir d' information de rétroaction pour la détermination des paramètres de réglage de la surface adaptable 30.

L'antenne 10 selon le mode de réalisation présenté ci-dessus peut alors présenter plusieurs variantes de ses composants. Ces variantes peuvent être indépendantes ou implémentées en combinaison.

Selon_des_premières_variantes concernant l'ouverture 13 de l'antenne 10, l'ouverture 13 comprend un élément semi réfléchissant (ou semi transparent) des ondes électromagnétiques. Ainsi, les ondes électromagnétiques peuvent partiellement traverser ces éléments semi réfléchissants dans le sens de l'entrée ou de la sortie du boîtier 11, la partie non transmise de ces ondes électromagnétiques étant alors réfléchie vers l'intérieur de la cavité pour subir encore une ou plusieurs réflexions. Eventuellement, ces réflexions dans la cavité amène l'onde électromagnétique sur la surface adaptable 30 qui en contrôle donc à chaque fois une portion.

Eventuellement, l'élément semi réfléchissant est réalisé par un film métallique mince.

Eventuellement, l'élément semi réfléchissant est réalisé par un réseau de trous dans un élément métallique ou un réseau de formes métallique, un trou ou une forme étant distante d'un/une autre voisin/voisine d'une distance inférieure à la moitié de la longueur d'onde de l'onde électromagnétique .

Eventuellement, l'élément semi réfléchissant a une propriété de transmission électromagnétique (i.e. de transmittance) qui varie dans la surface interne de l'ouverture 13. C'est-à-dire que cette propriété de transmission électromagnétique n'est pas constante dans l'ouverture 13et certaines parties de l'ouverture 13 laissent passer plus d'ondes que d'autres parties. La propriété de transmission électromagnétique comprend par exemple l'amplitude de transmission et/ou la phase de transmission à travers l'élément semi réfléchissant, en fonction de sa matière et/ou de ses caractéristiques structurelles .

Eventuellement, l'élément semi réfléchissant comprend un ou plusieurs éléments réglables d'ouverture adaptés et commandés pour modifier la manière dont l'onde électromagnétique est réfléchie et/ou transmise par cet élément réglable d'ouverture, ce qui permet de moduler activement la transparence de l'ouverture 13. Le contrôleur est alors relié aux éléments réglables d'ouverture pour les contrôler à partir de paramètres d'ouverture. Ces éléments réglables d'ouverture peuvent être similaires ou différents des éléments réglables de la surface adaptable 30. Les paramètres d'ouverture sont différents des paramètres de la surface adaptable 30.

Eventuellement, l'ouverture 13 est constituée de plusieurs ouvertures élémentaires 13i ... 13 ₆ comme représenté en figure 5a et 5b. Ces ouvertures élémentaires sont situées sur une face unique du boîtier 11 ou sur une pluralité de faces du boîtier 11. Ces ouvertures élémentaires peuvent avoir des formes identiques ou non, que cela soit sur une face ou sur plusieurs faces du boîtier 11.

Selon des deuxièmes variantes concernant le boîtier 11 de l'antenne 10, le boîtier 11 a une forme parallélépipédique comme représenté en figure 1, ou non parallélépipédique. Par exemple, le boîtier 11 peut avoir une forme cylindrique ou sphérique ou tout autre forme quelconque .

Eventuellement, le boîtier 11 comprend une face principale qui a la plus grande surface des faces du boîtier. La face principale comprend éventuellement l'ouverture 13 ou une partie de l'ouverture 13 (au moins une ouverture élémentaire) .

Le boîtier 11 a alors une dimension dans une direction perpendiculaire à la face principale inférieure aux autres dimensions du boîtier 11.

Eventuellement, la dimension d'épaisseur est supérieure à la moitié de la longueur d'onde de l'onde électromagnétique .

Eventuellement, la face principale est de forme semi sphérique. Cette face peut comprendre avantageusement l'ouverture 13 pour offrir plus aisément un diagramme de rayonnement homogène dans le plan horizontal sur 360 autour de la normale à ladite face principale. Le boîtier 11 a alors par exemple une forme de dôme comme représenté en figure 6 avec une face principale Fl d'émission/réception semi sphérique et une face secondaire F2 dans une direction opposée à la face principale. La face secondaire F2 est sensiblement plane et circulaire .

Par exemple, l'élément rayonnant 20 est placé à l'intérieur du boîtier 11 au centre de la face principale Fl, i.e. sous cette forme semi sphérique, et la surface adaptable peut être placé sur la face secondaire F2 en face de l'élément rayonnant 20. Une ouverture 13, composée éventuellement d'ouvertures élémentaires sont situées sur la face principale Fl, autour de l'élément rayonnant 20.

Selon des troisièmes variantes concernant l'élément rayonnant 20 de l'antenne 10, l'élément rayonnant 20 intégré dans le boîtier 11 de l'antenne 10 est lui-même directif, c'est-à-dire qu'il génère un faisceau d'onde électromagnétique We concentré dans une direction.

Eventuellement, l'élément rayonnant 20 est positionné dans le boîtier 11 par rapport à la surface adaptable 30 de telle manière pour émettre et/ou recevoir une onde électromagnétique We principalement directement vers la surface adaptable 30, par une orientation prédéterminée de l'élément rayonnant 20.

Eventuellement, l'élément rayonnant 20 est un monopole ou un dipôle ou un guide d' onde ou un guide d' onde rayonnant ou une antenne planaire. En fait, l'intégration de l'élément rayonnant 20 et de la surface adaptable 30 dans une cavité 12 permet d'utiliser tout type d'élément rayonnant .

Eventuellement, l'élément rayonnant 20 peut être composé d'une pluralité d'éléments actifs. Ces éléments actifs peuvent être spécialisés : un ou plusieurs d'entre eux sont des éléments d'émission d'onde électromagnétique We, et un ou plusieurs d'entre eux sont des éléments de réception d'onde électromagnétique.

L'élément rayonnant 20 peut être spécifié pour une fréquence d'onde particulière ou plusieurs fréquences ou une bande passante comprise entre deux fréquences.

Avantageusement, l'élément rayonnant 20 est adapté en impédance avec l'impédance de la cavité 12, c'est-à-dire la cavité incluant tous ses éléments, e.g. l'ouverture 12 et la surface adaptable 30 et autres. Notamment, il est souvent recherché à respecter une condition de couplage critique pour cette adaptation en impédance. Le facteur de qualité de l'élément rayonnant 20 et de la cavité 12 sont similaires ou identiques.

Selon des quatrièmes variantes concernant la surface adaptable 30, cette surface adaptable 30 recouvre toutes les faces ou surfaces intérieures du boîtier 11. Eventuellement, elle recouvre seulement une portion des faces ou surfaces intérieures du boîtier 11. Optionnellement, la surface adaptable 30 est à l'intérieur du boîtier 11 (dans son volume interne) et à distances de ses faces ou surfaces.

Eventuellement, la surface adaptable 30 est constituée d'éléments réglables 31 répartis dans le boîtier 11 sans périodicité. C'est-à-dire qu'ils ne forment pas une matrice régulière. En fait, ils peuvent presque être réparti aléatoirement ou à des emplacements déterminés pour toute considération. Une grande liberté existe. Cette possibilité est impossible dans les antennes de l'art antérieur de réseau de phase ou de réseau de réflexion qui ont besoin soit d'une périodicité soit de rassemble les éléments dans une zone restreinte pour les illuminer.

Eventuellement, la surface adaptable 30 peut comprendre des premiers éléments réglables accordés à une première fréquence et des seconds éléments réglables accordés à une seconde fréquence. La première fréquence et différente à la seconde fréquence.

Surtout, ces premiers et seconds éléments réglables peuvent être mélangés spatialement à l'intérieur de la cavité, alors dans les antennes de l'art antérieur cette possibilité est impossible du fait des contraintes de distances entre les éléments réglables pour le fonctionnement de ces antennes.

Notamment, pour des applications satellitaires, il est possible d'avoir une antenne compacte adaptée à deux fréquences comme la première fréquence de 20 GHz d'émission et la seconde fréquence de 30 GHz de réception.

La surface adaptable 20 comprend les deux types d'éléments réglables répartis dans la cavité du boîtier.

Eventuellement, la surface adaptable 30 comprend des éléments réglables accordés à une pluralité de fréquences différentes comprises dans une bande passante prédéterminée pour que l'antenne puisse fonctionner dans toute cette bande passante. Eventuellement, la surface adaptable 30 peut être commandée pour obtenir des polarisations choisies de l'onde électromagnétique Wa. Notamment, il est possible d'obtenir avec la surface adaptable 30 une polarisation horizontale, une polarisation verticale, ou toute combinaison de polarisation horizontale et verticale, et donc une polarisation circulaire.

Ainsi, le contrôleur 40 peut déterminer les paramètres également en fonction d'une polarisation souhaitée, qu'elle soit horizontale, verticale ou circulaire .

Selon des cinquièmes variantes, l'antenne 10 peut comprendre dans la cavité d'autres éléments, tels qu'un ou plusieurs écrans 14 de protection ou un ou plusieurs dispositifs réverbérant 15 ou des parois internes, comme représenté en figure 7.

Un écran 14 peut être avantageusement positionné dans la cavité 12 entre l'élément rayonnant et l'ouverture 13 pour limiter un rayonnement direct d'onde électromagnétique de l'élément rayonnant 20 vers l'extérieur du boitier et/ou pour réfléchir les ondes en direction de la surface adaptable 30.

Un dispositif réverbérant 15 peut aussi être positionné dans la cavité 12 pour complexifier les réflexions des ondes électromagnétiques dans la cavité 12.

Grâce à ces dispositions, on assure que les ondes We font une ou plusieurs réflexions à l'intérieur de la cavité 12 de l'antenne 10, ce qui assure qu'elles impactent la surface adaptable 30 au moins une fois, et de préférence plusieurs fois sur une multitude d'éléments réglables 31.

Eventuellement, des parois internes sont à l'intérieur du boîtier 11 et séparent la cavité 12 en une pluralité de compartiments. La surface adaptable 30 ou une partie de la surface adaptable, i.e. des éléments réglables 31, peuvent être placés sur ces parois internes.

L'antenne 10 peut également comprendre dans la cavité 12, un ou plusieurs capteurs internes adaptés pour recevoir l'onde électromagnétique. Ces capteurs internes génèrent des signaux de rétroaction qui sont des mesures ou valeurs de l'onde électromagnétique reçue par les capteurs internes à certaines périodes prédéterminées.

Le contrôleur 40 détermine alors les paramètres de la surface adaptable 30 à partir de la direction souhaitée, comme précédemment, mais également à partir de ces valeurs des capteurs internes.

Ces capteurs internes permettent à l'antenne 10 de conserver durablement ses caractéristiques de directivité et de précision d'inclinaison de l'onde électromagnétique. L'antenne 10 est ainsi plus robuste aux variations temporelles et aux perturbations externes.

La figure 8 montre un deuxième mode de réalisation de l'invention d'une antenne 10 selon l'invention, Cette antenne comprend les mêmes éléments que l'antenne 10 du premier mode de réalisation, et peut avoir les mêmes variantes de manière indépendantes ou combinées entre elles .

Cette antenne 10 a un boîtier 11 sphérique et une surface adaptable 20 sphérique de diamètre inférieur à celui du boîtier, ladite surface adaptable 20 étant positionnée à l'intérieur et au centre du boîtier 11. Le boîtier 11 comprend une très grande ouverture 13 quasiment sur toute la surface du boîtier. En fait, comme déjà explicité, l'ouverture 13 est définie au sens électromagnétique ; c'est-à-dire que c'est une partie du boîtier qui est transparente ou semi réfléchissante pour les ondes électromagnétiques pour que celles-ci puissent entrer et/ou sortir du boîtier 11. Il suffit que cette ouverture soit constituée d'un matériau ayant cette propriété. Dans le cas présent, l'ouverture 13 est avantageusement semi réfléchissante de telle sorte que les ondes électromagnétiques soient réfléchies plusieurs fois entre la surface adaptable 30 et le boitier 11 avant de sortir du boîtier 11 ou d'atteindre l'élément rayonnant 20.

L'élément rayonnant 20 est par exemple situé à proximité de la surface interne du boîtier 11. Avantageusement, cet élément rayonnant 20 est protégé de l'extérieur par un écran 15 : le boîtier 11 est réfléchissant derrière l'élément rayonnant.

Grâce à ces dispositions, l'antenne 10 de ce mode de réalisation est capable d'émettre et/ou recevoir des ondes électromagnétiques sur 360 ° et même dans toute direction de l'espace.

Comme représenté, l'antenne 10 peut comprendre deux ou plus d'éléments rayonnants 20, ce qui améliore ses capacités angulaires.

Enfin, à la lecture de la présente description détaillée, l'homme du métier comprend que de très nombreuses variantes d'une antenne orientable sont réalisables, que cela soit en forme, fréquences, performances de directivité, en fonction de chaque application .

De nombreuses application en transmission de communication et en détections radar sont possibles.

Par exemple, en communication radio, de telles antennes, ayant de capacités d'orientation élevées du faisceau d'onde électromagnétique, pourront être utilisées par paire. Les antennes pourront s ' auto-adapter en directivité pour diriger leur faisceau l'une vers l'autre et améliorer grandement la qualité et la bande passante de la transmission entre les deux antennes.

Par exemple, la technologie de l'antenne selon l'invention peut avoir de grands intérêts en application d'antennes satellitaire par la compacité et ses capacités multi-fréquences .