Plus particulièrement, l'invention a trait à une antenne avec un réflecteur unique présentant un large champ de vision pour recevoir simultanément plusieurs faisceaux de satellites de télédiffusion géostationnaires dépointés d'une cinquantaine de degrés entre eux, sans utiliser un moyen motorisé pour déplacer le réflecteur. L'antenne est destinée notamment à des installations domestiques dans des maisons individuelles, à des installations collectives dans des immeubles ou à des installations communautaires servant à l'alimentation de têtes de réseaux câblés pour recevoir plusieurs faisceaux émis par des satellites de radiocommunications.

L'antenne de l'invention peut également être utilisée pour des applications professionnelles telles que des réseaux de diffusion de données.

L'antenne de réception individuelle pour faisceaux de satellite la plus commercialisée actuellement pour le grand public comprend un réflecteur fixe dont la surface réfléchissante est un paraboloide de révolution de diamètre circulaire ou de grand axe elliptique compris entre 50 et 90 cm.

L'axe de symétrie du réflecteur est pointé vers le satellite. Une tête de réception fixée est généralement par des bras et positionnée au foyer unique du réflecteur.

Lorsque le satellite visé a une position orbitale très voisine d'autres satellites

géostationnaires, l'antenne capte les émissions de ces divers satellites au moyen d'une ou deux têtes de réception. Mais, lorsque l'usager souhaite recevoir plusieurs faisceaux de satellites dépointés de plus d'une dizaine de degrés, le réflecteur doit être tourné et dirigé vers le satellite choisi soit par une motorisation soit manuellement. Ainsi, cette antenne à réflecteur n'assure pas la réception simultanée de plusieurs satellites.

Les antennes généralement utilisées pour la réception multisatellite comprennent un réflecteur en forme de tore parabolique ou sphérique. Ce type de réflecteur présente une faible efficacité d'au plus 24% qui n'est due qu'à une illumination suivant une direction donnée que d'une faible partie du réflecteur. En conséquence, les capacités de balayage d'une source primaire de réception devant ce réflecteur sont améliorées qu'au prix d'une augmentation considérable de la surface du réflecteur.

Le brevet US-5 140 337 décrit un réflecteur d'antenne avec une efficacité d'ouverture élevée ayant une surface réfléchissante concave sensiblement cylindrique dont les sections transversales sont déduites de deux paraboles identiques à axes inclinés et symétriques par rapport à un plan azimutal.

L'article de William P. Craig, Carey M. Rappaport et Jeffrey S. Mason intitulé"A High Aperture Efficiency, Wide-Angle Scanning Offset Reflector Antenna", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 41, No. 11, novembre 1993, pages 1481-1490, concerne également une surface réfléchissante de réflecteurs issus de deux paraboles inclinées et symétriques mais pour former la section d'un tore. Le brevet US 5 175 562 du même inventeur,

Carey M. Rappaport, divulgue une antenne excentrée de type offset ayant une grande efficacité tout en préservant un large champ de vision entre-30° et + 30° ; la surface réfléchissante concave du réflecteur de l'antenne est déduite de deux paraboloïdes identiques à axes inclinés et symétriques par rapport à l'axe de visée de l'antenne, et est décrite par une équation polynomiale du sixième degré.

Toutefois, la géométrie de ces réflecteurs n'est pas satisfaisante pour une réception individuelle en raison de la distance focale de ces réflecteurs trop longue. Ils nécessitent des sources primaires de réception extrêmement directives de grand diamètre augmentant ainsi l'encombrement de l'antenne, et la séparation angulaire de rayonnement entre faisceaux consécutifs est supérieure à 6°.

La demande de brevet EP-0 700 118 divulgue également une surface réfléchissante concave continue de réflecteur mais qui est déduite d'une portion de paraboloide classique par une variation linéaire de la cote d'un point parallèle à l'axe du paraboloide en dépendance de la longueur d'onde.

Cette surface réfléchissante confère en pratique des gains relativement faibles pour des directions de rayonnement dépointées de quelques dizaines de degré par rapport au foyer du paraboloide.

L'invention a pour objectif de fournir un réflecteur fixe d'antenne dont la surface réfléchissante est déduite d'un unique paraboloide selon un algorithme de formulation optimale d'équation afin de recevoir simultanément plusieurs faisceaux de satellite fortement dépointés entre eux par plusieurs sources primaires positionnées dans une large ouverture de l'ordre de 50° avec une

directivité stable et une séparation angulaire relativement faible, de quelques degrés, et donc une plus grande efficacité d'ouverture, de l'ordre de 40 % à 50 %, que les réflecteurs selon la technique antérieure évoquées ci-dessus.

L'optimisation de la surface réfléchissante améliore le rendement moyen sur l'ensemble du champ de vision de l'antenne, sans remontée de lobes secondaires fortement dissymétriques lorsque les faisceaux décrivent l'orbite géostationnaire.

L'invention concerne, comme la demande de brevet précitée EP-0 700 118, une antenne comprenant un réflecteur pour faisceaux de satellite de télécommunications, ayant une surface réfléchissante concave continue dont l'équation est déduite de celle d'un paraboloide excentré de foyer et d'angle d'offset en y additionnant l'équation d'une surface de correction et qui est symétrique par rapport à un plan de symétrie focal du paraboloïde. Pour atteindre l'objectif ci-dessus, l'antenne de l'invention est caractérisée en ce que l'équation de la surface de correction comprend un polynôme du deuxième degré en deux coordonnées relatives à des axes perpendiculaires à l'axe de symétrie du paraboloide et une somme de N (2N-1) termes dépendant notamment de distances entre la projection d'un point quelconque de la surface réfléchissante sur un plan perpendiculaire au plan de symétrie et de N (2N-1) points de contrôle d'une grille s'étendant sur ledit plan perpendiculaire et limitée par le plan de symétrie, N étant un entier au moins égal à 2.

Comme on le verra dans la description détaillée, la plupart des termes de l'équation de la surface de correction ont un coefficient dépendant de la

distance focale f'entre le foyer et le centre de la surface réfléchissante et d'un paramètre sans dimension fonction de l'étendue du champ de vision du réflecteur. La valeur du paramètre sans dimension de l'ordre de 0,55 permet de contrôler le champ de vision du réflecteur.

Selon une réalisation préférée de l'invention, la surface de correction a pour équation : avec ri(x,y) =[(y-γ.f'.yi)2 + (x+γf'.xi)2]1/2+

où x, y, z sont les coordonnées du point quelconque de la surface réfléchissante et xi, yi les coordonnées d'un point de contrôle de la grille dans ledit plan perpendiculaire, ai et bl à b4 sont des coefficients prédéterminés, y le paramètre sans dimension et f' la distance focale entre le foyer du paraboloide et le centre de la surface réfléchissante.

Pour des latitudes de l'antenne comprises entre 30° et 60°, il est recommandé que la distance focale entre le foyer du paraboloide et le centre de la surface réfléchissante soit comprise entre 30 fois et 45 fois une longueur d'onde moyenne des faisceaux de satellite, soit approximativement 0,75 m et 1,1 m en bande Ku pour une fréquence voisine de 12 GHz, et l'angle d'offset entre l'axe de paraboloide et le segment joignant le foyer au centre de la surface réfléchissante est compris entre environ 20° et environ 30°.

En pratique, l'antenne est du type offset, et le contour du réflecteur est en général de type

sensiblement circulaire ou elliptique ou rectangulaire et l'antenne est contenue dans un mètre-cube.

L'invention a également pour objectif de fournir un support de sources primaires ayant une conception relativement simple et donc peu coûteuse, tout en assurant aisément un pointage des sources primaires précis par réflexion sur le réflecteur vers des satellites situés sur l'orbite géostationnaire qui n'est pas rectiligne dans des régions non équatoriales.

Le support supporte des sources primaires orientées vers le centre de la surface réfléchissante. Il peut être en forme d'arc de cercle, de préférence sur un angle de 50° environ. Le support ne passe pas par le foyer du paraboloide et est contenu dans un plan de support et est positionné afin que le centre de phase d'une source située dans le plan de symétrie focal coincide sensiblement avec le foyer du paraboloide. L'inclinaison du plan de support par rapport à l'axe du paraboloïde est supérieure à l'angle d'offset entre l'axe du paraboloide et le segment joignant le foyer au centre de la surface réfléchissante. Cette inclinaison adapte la position du support et donc des sources en fonction de la latitude de l'antenne. En particulier, l'inclinaison du plan de support dépend d'une fonction logarithmique de l'angle d'offset et d'une fonction linéaire de la latitude de l'antenne. La différence entre l'inclinaison du plan de support et l'angle d'offset peut être comprise entre 10° environ et 20° environ pour une latitude d'antenne comprise entre 30° et 60°.

Le rayon du support peut avoir un rayon qui est proportionnel à la distance focale entre le foyer du paraboloide et le centre de la surface réfléchissante et qui dépend d'une fonction trigonométrique de l'inclinaison du plan de support et de l'angle d'offset.

Le support peut être monté à rotation autour d'un axe fixe par rapport au réflecteur et passant par les extrémités du support et perpendiculaire au plan focal du paraboloide contenant le centre du réflecteur afin de sélectionner précisément l'inclinaison du plan du support.

Actuellement, il n'existe pas d'antenne multifaisceau sans ajustement du pointage des sources en fonction de la latitude de la station. Les caractéristiques précitées du support de l'invention et particulièrement le dimensionnement du rayon du support et l'orientation du support élimine toute forme de réglage transverse au déplacement latéral des sources. Il en résulte une amélioration substantielle dans l'ergonomie du montage de l'antenne par une simplification du pointage des faisceaux sur l'orbite géostationnaire. Ainsi, contrairement à la technique antérieure, l'antenne à réflecteur selon l'invention minimise les erreurs de pointage des faisceaux vers l'orbite géostationnaire quelle que soit la latitude de l'antenne où elle est installée.

L'invention concerne également au moins deux sources primaires montées sur le support ayant une séparation angulaire de rayonnement au plus égale à 3° environ afin de capter des faisceaux de satellites très proches sans perturbation notable entre eux, ce qui contribue à atteindre une excellente couverture

de réception sur une plage angulaire supérieure à 50°.

Selon une première réalisation, au moins une source primaire est en cornet et a un tronçon cylindrique arrière, un tronçon tronconique intermédiaire de diamètre de grande base sensiblement inférieur au double du diamètre moyen du tronçon arrière, et un tronçon tronconique avant de longueur sensiblement supérieure au double de la longueur du tronçon intermédiaire et un diamètre de grande base sensiblement égal au double du diamètre moyen du tronçon arrière.

La directivité de la source primaire en cornet est améliorée lorsqu'elle comprend une gorge faciale située à la périphérie de la grande base du tronçon tronconique avant, ayant une largeur sensiblement égale au huitième du diamètre de grande base du tronçon avant, et limitée par un côté externe plus long que le côté interne de la gorge.

Selon une deuxième réalisation, au moins une source primaire est en cierge diélectrique. Cette source en cierge diélectrique peut comprendre un cierge diélectrique comportant des premier, deuxième et troisième tronçons cylindriques de longueurs sensiblement identiques et ayant des diamètres diminuant d'un tronçon au suivant depuis une extrémité arrière vers une extrémité avant de la source dans des rapports compris entre 3/4 environ et 9/16 environ et compris entre 1/2 environ et 2/3 environ. Selon une autre variante, la source en cierge diélectrique peut comprendre un cierge diélectrique comportant un premier tronçon cylindrique, des deuxième et troisième tronçons ayant des longueurs sensiblement égales à la moitié d'une longueur minimale du premier tronçon et des diamètres

inférieurs au diamètre du premier tronçon et dans un rapport de sensiblement 2/3 à 7/8 entre eux, et des quatrième, cinquième et sixième tronçons ayant des longueurs sensiblement égales au tiers de la longueur minimale du premier tronçon et des diamètres inférieurs au diamètre du troisième tronçon et dans des rapports de sensiblement 3/4 à 7/8 d'un tronçon au suivant.

La source primaire en cierge peut comprendre également une gorge métallique s'étendant partiellement autour du premier tronçon de plus grand diamètre du cierge diélectrique, ayant une largeur comprise entre le huitième environ et le sixième environ du diamètre du premier tronçon, et limitée par un côté externe plus long qu'un côté interne de la gorge.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels : -la figure 1 est une vue en perspective d'une antenne selon l'invention ; -la figure 2 et une vue de côté du réflecteur de l'invention par rapport au repère d'un paraboloide initial ; -la figure 3 est une vue en perspective d'une surface de correction par rapport au paraboloide initial, entrant dans l'équation du réflecteur ; -les figures 4 et 5 sont des graphes montrant deux exemples de grilles symétriques de points de contrôle pour interpoler la surface réfléchissante du réflecteur ;

-la figure 6 est une vue de face de la surface réfléchissante du réflecteur avec un contour préféré -la figure 7 est une vue de côté d'une source primaire en cornet avec un collier de fixation, selon une première réalisation ; -la figure 8 est une vue en perspective du collier de fixation ; -la figure 9 est une vue en coupe axiale de la source primaire en cornet ; -la figure 10 est une vue en coupe axiale d'une source primaire en cierge selon une deuxième réalisation ; -la figure 11 est une vue schématique en perspective montrant un plan dans lequel un support de source primaire de l'antenne est développé ; -la figure 12 est une vue en perspective du support monté à rotation autour de ses extrémités ; et -la figure 13 montre des diagrammes de rayonnement de faisceaux radioélectriques captés par des sources primaires de l'antenne selon l'invention.

Les antennes de télécommunications selon l'invention décrites ci-après sont, à titre d'exemple, prévues pour fonctionner dans une bande de fréquence porteuse d'utilisation supérieure au gigahertz, particulièrement comprise entre 10,5 GHz environ et 14,5 GHz environ, afin de recevoir des faisceaux de télécommunications émis par des satellites de télécommunications géostationnaires sur une orbite proche de l'équateur. Les dimensions des éléments constitutifs de l'antenne de réception sont indiquées ci-après par rapport à une longueur d'onde moyenne prédéterminée X correspondant à la fréquence

centrale d'une bande de fréquence d'utilisation incluant les fréquences porteuses d'émission des satellites. Typiquement, la longueur d'onde moyenne est égale à 2,5 cm et correspond à la fréquence porteuse centrale de 12 GHz.

En référence aux figures 1 et 2, une antenne selon l'invention comprend essentiellement un réflecteur fixe 1, plusieurs sources primaires hyperfréquences 2 et un support de source 3. Sur le support, les sources 2 sont positionnées en regard de la surface réfléchissante concave 11 du réflecteur 1 et le long d'une ligne focale plane et sensiblement circulaire passant à proximité d'un foyer F et transversalement à celle-ci. Ces sources reçoivent simultanément des faisceaux de satellites de télécommunications ou de télédiffusion séparés entre eux d'au plus quelques degrés environ, typiquement trois degrés environ, sur l'orbite géostationnaire dans un angle de couverture d'antenne 2 amax d'au plus une cinquantaine de degrés environ, soit un dépointage maximum des faisceaux de 25° environ.

Par exemple, au plus une quinzaine de sources primaires 2 sont positionnées sur le support 3 respectivement en fonction de la position de quinze satellites relativement à la position terrestre de l'antenne.

La surface et le contour du réflecteur 1 ainsi que la géométrie du support de source 3 sont conçus pour satisfaire des normes de réception de faisceaux de satellites de télédiffusion. En particulier, le réflecteur a une dimension maximale inférieure à 1 mètre.

La surface réfléchissante concave 11 du réflecteur 1 a une géométrie représentée par l'équation mathématique suivante dans un repère (C, x, y, z) : z (x, y) = zp (x, y) + Zc (x, y).

Le réflecteur conformé selon l'équation précédente est obtenu en ajoutant une surface de correction zc (x, y) à un réflecteur parabolique initial issu d'un paraboloide à section circulaire, à axe de symétrie horizontal OZ et de foyer F.

L'équation du paraboloide s'écrit après un changement de repère (0, X, Y, Z) en C (x, y, z), tel que X = x, Y = y -f'sini et Z = z + f-f'cos0, sous la forme d'une équation de paraboloide excentré (offset) : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 1 sin#<BR> zp (x,y) +y2)-y.(x2 <BR> 2f'(1+cos#) 1+cos#<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> f est la focale géométrique entre le sommet O du paraboloide initial, confondu avec l'origine du repère initial (O, X, Y, Z), et le foyer géométrique F du paraboloide et du réflecteur 1. f'est la focale équivalente du réflecteur entre le centre C de l'ouverture du réflecteur et le foyer géométrique F du réflecteur. # désigne l'angle d'offset du réflecteur entre l'axe optique Cz du réflecteur parallèle à l'axe OZ du paraboloide et le segment CF de la focale équivalente. Les focales f et f'sont liées par la relation suivante : f' f = (1+cos#).

2 Selon une réalisation préférée, on a : 750 mm <_ f'<_ 1,1 m, typiquement f'= 940 mm, et

20° < 0 < 30°, typiquement 0 = 25,2°.

La géométrie de la surface de correction zc (x, y) est illustrée à la figure 3 par rapport au paraboloide et est décrite par une équation mathématique basée sur une interpolation d'arcs de courbes paramétriques polynomiales dits"splines", utilisée habituellement en mécanique pour représenter la flexion de plaques minces.

La surface réfléchissante 11 étant symétrique par rapport au plan d'élévation (site) yCz, elle est définie par interpolation de points de contrôle disposés sur une grille régulière de mailles rectangulaires dans l'un des demi-plans xCy de l'ouverture du réflecteur limité par le plan de symétrie focal yCz. Le nombre des points de contrôle est N x N par quadrant dans le repère xCy, N étant un entier supérieur ou égal à 2. A titre d'exemples, des grilles avec N = 3 et N = 4 sont illustrées aux figures 4 et 5. Le nombre total I de points de contrôle est de N (2N-1).

L'équation de la surface de correction comporte I+4 coefficients al à aI et bl à b4 et un paramètre sans dimension y représentant la largeur normalisée du domaine d'interpolation par rapport à la focale équivalente f'. L'équation de la surface de correction a la forme suivante : avec (x-γ.f'.xi)2+(x+γ.f'.xi)2]1/2+ La variable ri (x, y) est fonction de la distance + (x-y. f'. xi) 2 entre la projection d'un point quelconque de la surface réfléchissante 11 de

coordonnées (x, y) sur le plan xCy et de l'un (y. f'. xi, y. f'. yi) des N (2N-1) points de contrôle de la grille, au produit yf'près.

Les 1+4 coefficients de la surface de correction zc (x, y) sont calculés par résolution d'un système linéaire de I+4 équations à partir des cotes zi des points de contrôle. Les cotes zi sont des inconnues qui s'obtiennent en suivant les deux étapes distinctes ci-après.

A une première étape, des valeurs approchées de zi sont calculées en utilisant une formulation analytique fondée sur une décomposition en série de Taylor des aberrations, telles que stigmatisme et aplanétisme. La série du Taylor est à l'ordre 6 pour atteindre une précision suffisante sur la détermination de la cote z. L'équation obtenue pour la surface de correction est paramétrable en fonction de la position d'une source primaire extrême 2E de coordonnées (xE, yE, zE), qui est la plus décalée le long du support circulaire 3 par rapport au plan de symétrie yCz, et en fonction de l'angle d'ouverture maximal amax de l'antenne égal à l'angle de défocalisation de la source extrême, comme montré à la figure 1. Cette équation se présente sous la forme suivante : Les coefficients an, p s'expriment sous forme polynomiale en fonction de (xE, yE, zE) et amax et les valeurs de zi associées au couple (xi, yi) s'obtiennent en cherchant la seule racine réelle et physique de l'équation P (xi, yi, zi) = 0.

L'équation ci-dessus ne donne qu'une solution approchée non optimale.

A une deuxième étape, à partir des points (xi, yi, zi) ainsi calculés, la surface initiale est générée sous la forme de l'équation polynomiale du deuxième degré précitée Zc (x, y). Un processus d'optimisation hybride fondé sur un algorithme génétique couplé à une méthode à gradient ajuste et optimise les valeurs des cotes zi en satisfaisant simultanément les conditions suivantes : -stabilisation de la directivité sur tout le champ de vision du réflecteur, -respect de caractéristiques de faisceaux radioélectriques normalisés, telles que diagrammes, -pointage exact de tous les faisceaux sur l'orbite géostationnaire et particulièrement de trois faisceaux correspondant aux deux sources extrêmes défocalisés à amax et à une source centrale 2F centrée sur le foyer F avec a = 0 ; -stabilisation des performances sur la bande de fréquence d'utilisation, particulièrement du gain relativement aux sources extrêmes et à la source centrale.

Après plusieurs dizaines d'itérations successives, les coefficients de l'équation de la surface de correction Zc sont déduites.

La plage angulaire de couverture de l'antenne dépend du paramètre y qui définit une famille de surfaces réfléchissantes. L'invention concerne ainsi un ensemble de surfaces réfléchissantes ayant des formes voisines et des performances radioélectriques sensiblement identiques. Lorsque y augmente, le champ de vision du réflecteur diminue et évolue progressivement vers les performances du réflecteur

parabolique au delà de γ = 0, 65 environ. Lorsque y diminue, le champ de vision augmente ; en dessous du seuil de l'ordre de 0,5, le rendement moyen du réflecteur diminue excessivement entraînant des écarts de directivité importants entre le faisceau central et le faisceau extrême le plus décalé. Une valeur de y proche de 0,54 ou 0,55 est recommandée pour assurer une couverture 2 amax d'une cinquantaine de degrés.

A titre d'exemple, les coefficients spécifiques dans l'équation définissant la surface de correction zc (x, y) entrant dans l'équation de la surface réfléchissante 11 du réflecteur 1 sont indiqués dans le tableau suivant pour N = 4 et I = 28. I xi Yi ai bi 1 0, 0000-1,0000 0,0217 0,01094 2 0, 0000-0, 6667-0, 0212-0,00254 3 0,0000 - 0, 3333 0,0922 0,02793 4 0, 0000 0,0000-0,1789-0,0189 5 0, 0000 0,3333 0,1232 6 0, 0000 0,6667-0,0223 7 0, 0000 1, 0000-0, 0101 8 0, 3333-1,0000-0,0025 9 0, 3333-0,6667-0,0494 10 0,3333 - 0, 3333 0,0311 11 0, 3333 0,0000 0,0471 12 0, 3333 0,3333-0,0288 13 0, 3333 0, 6667-0,0225 1,00000,0198140,3333 15 0, 6667-1, 0000-0, 0019 16 0, 6667-0,6667-0,00052 17 0, 6667-0,3333 0,00024 18 0, 6667 0, 0000 0,0014 19 0, 6667 0, 3333 0,00094 20 0, 6667 0, 6667 0,00041 21 0, 6667 1, 0000-0,00034 22 1, 0000-1, 0000 0,00024 23 1, 0000-0, 6667 0,00029 24 1, 0000-0, 3333 0,000091 25 1, 0000 0, 0000-0,00004 26 1, 0000 0, 3333-0,000067 27 1, 0000 0, 6667-0,00012 28 1, 0000 1, 0000 0,00009

La découpe de la surface réfléchissante 11 du réflecteur dont la projection suivant l'axe Cz sur le plan xCy est montrée à la figure 6, n'est pas nécessairement circulaire ou elliptique. Elle est généralisée à une forme « superquadrique » dont l'équation cartésienne est la suivante : A désigne le demi-axe du réflecteur suivant l'axe azimutal x, B désigne le demi-axe du réflecteur suivant l'axe d'élévation y de la direction d'offset du réflecteur, et v est un nombre réel positif défini ci-après. Relativement aux figures 4 et 5, la dimension maximale 2A de l'ouverture du réflecteur est inférieure au côté du carré qui vaut 2yf'égal typiquement à 103,5 cm environ.

Les paramètres servant à définir cette courbe sont optimisés de façon à minimiser l'encombrement du réflecteur et à maintenir le rapport (focale équivalente f'/dimension maximale 2A) à une valeur inférieure à un. Leurs valeurs respectives sont indiquées ci-dessous à titre d'exemple :

A/k 20, 1,3 S A/B S 1, 4, 1,0 v : ! X étant la longueur d'onde correspondant à la fréquence centrale de la bande de fréquence d'utilisation.

Les paramètres A et v sont choisis afin que le réflecteur 1 soit en conformité avec des réglementations nationales concernant l'installation d'antennes individuelles de réception satellite, c'est-à-dire présente une dimension maximale 2A inférieure à 98 cm en bande Ku pour la France. Ces paramètres interviennent également pour ajuster la superficie et donc le gain du réflecteur en fonction de l'application visée.

Cependant, la forme du contour de la surface réfléchissante peut être sensiblement modifiée pour améliorer l'esthétique du réflecteur sans altérer les performances de celui-ci.

Chacune des sources primaires 2 comprend, selon une première réalisation, un cornet comportant un tronçon cylindrique arrière 21, un tronçon tronconique intermédiaire 22, un tronçon tronconique avant 23 et une gorge circulaire faciale 24, comme montré aux figures 7 et 9.

Des cotations géométriques exactes du cornet 2 selon un exemple de réalisation préféré sont précisées dans la vue en coupe montrée à la figure 9.

Toutes les dimensions sont normalisées par rapport à la longueur d'onde # correspondant à la fréquence centrale de la bande de fréquence d'utilisation.

Si Ll, typiquement égal à 1,67 A, désigne la longueur minimale du tronçon tronconique intermédiaire 21, les longueurs L2 et L3 des deux

autres tronçons 22 et 23 sont sensiblement supérieure à L1/2 et sensiblement supérieure à L1, c'est-à-dire L3 est sensiblement égale à 2. L2. Pour un diamètre moyen D1, typiquement égal à 0,7 A, du tronçon arrière 21 qui est séparé de la petite base du tronçon intermédiaire 22 par trois épaulements, les diamètres D2 et D3 des grandes bases des tronçons tronconiques 22 et 23 sont respectivement sensiblement inférieur à 2. D1 et sensiblement supérieur à 2. D1.

La gorge 24 est située sur la périphérie de la grande base du tronçon tronconique avant 23 et dans le prolongement de celle-ci. Elle contribue à aplatir le plan d'onde en sortie du cornet et à augmenter ainsi la directivité de celui-ci pour une largeur de bande de 4 GHz environ dans laquelle le cornet a un gain de l'ordre de 15 dBi en moyenne. La gorge a un côté externe 241 de longueur L4 comprise entre L2 et 1,5 (L2), un côté interne 242 de longueur L5 sensiblement inférieure à L2/2, un diamètre externe D4=2,05 A sensiblement égal à 3 (D1), soit une largeur de gorge sensiblement égale à D4/8, et un diamètre interne sensiblement égal à D3, soit 1,62 A performances radioélectriques égales vis-à-vis d'un cornet conventionnel, le profil intérieur du cornet 2 de l'invention lui confère une plus grande compacité et permet d'atteindre une séparation angulaire de 3° entre faisceaux consécutifs tout en maintenant le rapport f'/2A du réflecteur faible, inférieur à un. Ce profil permet également de minimiser le coût de fabrication du cornet par moulage.

Selon une deuxième réalisation, une source primaire est une source diélectrique 4 dite source en "cierge"ou"cigare"dont les cotes géométriques précises sont indiquées à la figure 10 selon un exemple préféré. La source en cierge 4 a également un gain de l'ordre de 15 dBi en moyenne dans la bande utile de 4 GHz et offre un déplacement de centre de phase P4 de l'ordre du centimètre pour une largeur de bande de fréquence de 4 GHz environ pour compenser l'aberration chromatique du réflecteur.

La source en cierge 4 comprend un"cierge" diélectrique comportant des tronçons cylindriques dont les diamètres diminuent depuis une extrémité arrière vers une extrémité avant en regard du réflecteur. Les tronçons sont un tronçon cylindrique arrière 41 contenu partiellement dans un guide métallique monomode 40, saillant sur une longueur minimale l =-1,28 X et ayant un diamètre dl de 0,7 X à 0,8 X environ, deux tronçons cylindriques intermédiaires 42 et 43 de longueur L23 égal à environ 0,6 X et de diamètres respectifs d2 _ (3/4) dl _ 0,64 X et d3 _ (7/8) d2 _ 0,56 # et trois tronçons avant 44,45 et 46 plus minces de longueur L456 égale à environ (2/3) L23 0,4 X et de diamètres respectifs d4 _ (3/4) d2 _ 0,48 X, d5 _ (2/3) d2 _ 0,40 x et d6- (1/2) d2 _ 0,32 B. Le diélectrique a une permittivité relative faible voisine de 2 ; par exemple, il est constitué d'une mousse rigide à faible densité avec une texture fine à cellules fermées, présentant une permittivité de préférence comprise entre 1,7 et 1,9.

La source 4 comprend également une gorge métallique faciale 47 dans le guide métallique 40, s'étendant autour de la partie arrière du tronçon arrière de cierge diélectrique 47, et ayant un

diamètre externe d7-3/2 dl _ 1,2 . Un côté externe 471 de la gorge 47 a une longueur L7 _ e 1/2 = 0,56 x plus longue que la longueur L8 = 1/4 = 0,32 X d'un côté interne 472 de la gorge. La gorge a ainsi une largeur comprise entre (1/8) dl environ et (1/6) dl environ.

En variantes, le guide d'onde 40 est entièrement chargé de diélectrique, ou est muni d'un cône d'adaptation d'impédance 48 de longueur comprise entre 1,5 x et 2,5 X afin de réaliser la transition du cierge diélectrique vers le guide d'onde vide.

Comparativement à la source primaire 2 de type cornet, à focale f ou f'égale, la source en cierge 4 est moins encombrante d'au moins 25 % en diamètre et permet d'assurer ainsi une séparation angulaire des faisceaux de 2° environ. A séparation angulaire de faisceaux égale, la focale f ou f'du réflecteur est réduite d'environ 20 % lorsque la source primaire est une source en cierge dont le diélectrique chargeant le guide d'onde 40 est à faible permittivité et faible perte.

Le support 3 est un tube de forme torique dont l'axe SS en arc de cercle a un centre CS distinct du centre C de la surface réfléchissante 11, comme montré à la figure 11. L'axe circulaire SS passe sensiblement au-dessous du foyer F du réflecteur où le centre de phase P2 (ou P4, figure 10) d'une source primaire centrale 2F située dans le plan de symétrie vertical yCz du réflecteur est positionné exactement, et est contenu dans un plan PS dont l'inclinaison ß par rapport au plan horizontal XOZ est fixée par la latitude L de l'antenne, comme montré aux figures 1 et 11.

L'inclinaison P diffère de l'angle d'offset 0 du réflecteur et s'exprime en fonction de celui-ci et de la latitude L de l'antenne sous la forme d'une loi logarithmique qui s'écrit de la façon suivante : 18,3. Loglo (6-18,9) + 8 + L _ 9, L et 0 étant des angles s'exprimant en degrés.

Le rayon R de l'axe du support circulaire 3 est déduit de la formule suivante : f'.cos# R = cos(ß - (L/6-9)) De préférence, le rayon R du support est compris entre 1 m environ et 1,2 m environ, et l'inclinaison P est comprise entre 35° environ et 40° environ pour un angle d'offset 0 de 25°. Par exemple, pour une latitude L = 45°, l'inclinaison (3 est égale à 38,3° et le rayon R est égal à 1,1 m.

L'inclinaison ß du plan de support PS distinct du plan focal xCF est choisie en fonction de la latitude L de l'antenne afin que les sources 2,4 montées sur le support puissent être pointées de manière optimale le long d'une ligne focale (figure 13) correspondant aux orbites géostationnaires des satellites visés. Cette inclinaison ß est réglée à 5° près par rotation du support 3 autour des premières extrémités 31 des bras 30, comme montré à la figure 12.

Le support 3 est par exemple issu d'un tube métallique léger de section égale à 20 mm dont la courbure circulaire est réalisée par cintrage. Il est immobilisé par rapport au réflecteur 1 proprement dit au moyen de deux bras latéraux coudés 30 ayant des premières extrémités 31 articulées aux extrémités du

support (figure 12) à et des deuxièmes extrémités emboîtées 32 dans des consoles fixées contre la face arrière convexe du réflecteur (figure 1).

Le support 3 est percé de trous diamétraux 33 espacés régulièrement pour fixer sélectivement des colliers de fixation coudés 34 des sources primaires 2 ou 4, comme montré à la figure 7. Chaque collier de fixation enserre le guide d'onde arrière 21,40 d'une source primaire 2,4 et comporte une rainure 35 à fond semi-cylindrique pour recevoir le support 3.

Dans les côtés de la rainure 35 sont ménagées deux glissières longitudinales 36 diamétralement opposées qui sont traversées par une tige filetée de serrage 37 passant par un trou 33 du support de source afin de coulisser le collier 34 avec la source primaire 2, 4 sur le support 3 et de positionner la source primaire pour assurer une visée continue de l'orbite géostationnaire.

Les colliers de fixation 34 sont orientés avec un angle 0-0 par rapport au plan de symétrie PS du support de façon à pointer les sources vers le centre C du réflecteur, comme montré aux figures 2 et 12.

L'angle ß-0 reste identique quel que soit le déplacement latéral de la source le long du support et est compris entre 10° environ et 20° environ. Sous une latitude L de 45° de l'antenne, l'angle ß-0 est de 13,1°.

Lorsque l'antenne est installée sous une autre latitude que 30 à 60°, le plan PS du support 3 présente une inclinaison ß comprise entre 35° pour des régions proches de l'équateur et 55° pour des régions proches du pôle Nord. L'angle ß-9 évolue en sens inverse afin que la différence angulaire (3- ( (3-8) = 0 égale à l'angle d'offset soit comprise entre 20° et 30°.

La géométrie du support 3 des sources 2,4 est extrêmement simplifiée pour diminuer son coût de fabrication et faciliter l'installation des sources par un pointage rapide et aisé vers les satellites désirés. Cette propriété intrinsèque n'est obtenue que grâce au jeu des coefficients ai et bi associé au choix très particulier des paramètres P-0, ß et R, qui servent à définir la géométrie du support.

Toutefois, d'autres types de support comme décrits dans les brevets FR-2 685 131 et EP-0 700 118 peuvent être utilisés.

Les avantages de l'antenne de l'invention pointée vers les satellites géostationnaires sont illustrés à la figure 13 par neuf diagrammes de rayonnement DR1 à DR9 représentés par des lignes de niveau et correspondant à neuf faisceaux radioélectriques de satellites positionnés le long de l'orbite géostationnaire susceptibles d'être reçus par neuf sources primaires 2,4 juxtaposées sur le support 3 de l'antenne à une latitude moyenne de 45°.

Les faisceaux sont distants de SA=3 environ et le maximum de chaque faisceau coincide parfaitement avec l'orbite géostationnaire OG sur une plage angulaire supérieure à 55° ([-27, 5°, 27,5°]). Lorsque l'antenne est installée dans une région lointaine de l'équateur EQ, les faisceaux ne sont plus alignés.

L'écart par rapport à l'équateur EQ n'étant pas négligeable, il est essentiel de prendre en compte ces corrections tout en préservant un seul degré de liberté dans le positionnement des sources primaires.

L'antenne est conçue selon la réalisation préférée pour fonctionner sous des latitudes voisines de 45°, c'est-à-dire pour des latitudes comprises entre 30° environ et 60° environ sans qu'il ne soit nécessaire

de rajouter des réglages en élévation, c'est-à-dire des réglages de l'angle ß-0 ou de l'angle ß, su-le positionnement des sources primaires.

L'antenne se distingue par les points suivants : -la conformation spécifique du réflecteur et du support donne la possibilité de suivre rigoureusement des faisceaux non alignés sur l'orbite géostationnaire par une simple translation guidée de sources primaires le long du support sans ajouter de réglages en élévation (un seul degré de liberté) ; -simplification de la ligne focale de l'antenne qui est désormais parfaitement plane et circulaire ; -séparation angulaire entre faisceaux consécutifs de 3° environ avec des sources en cornet 2 ou de 2° environ avec des sources en cierge 4, obtenue avec un réflecteur à encombrement réduit, c'est-à-dire un rapport focale/diamètre inférieur à un, grâce notamment à la compacité et la directivité de sources primaires spécifiques ; -les caractéristiques de rayonnement de chaque faisceau respectent des spécifications normalisées en copolaire et contrapolaire ; -le rendement moyen de l'antenne reste élevé, de l'ordre de 45%, sur une plage angulaire de balayage supérieure à 50° ; -une bande passante très large de l'ordre de 35% (10,5 GHz à 14,5 GHz) ; -des dimensions géométriques d'antenne 3 contenues dans un cube de 1 m ; compatibilité de l'antenne avec un positionneur utilisant une monture polaire.

L'antenne de l'invention est reproductible pour d'autres usages que la réception multi-satellites en

bande Ku. Le paramétrage de toutes les dimensions de l'antenne en fonction de la fréquence étend le domaine de l'invention à des applications multimédia.

L'antenne selon l'invention peut être utilisée : -pour la réception de plusieurs faisceaux de satellites de l'orbite géostationnaire ; -pour la réception et/ou l'émission vers l'orbite géostationnaire ; -avec un déplacement commandé électriquement d'une source primaire unique devant le réflecteur, comme décrit par exemple pour le déplacement d'une tête hyperfréquence dans les brevets FR-2 685 131 et EP-0 700 118.