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Title:
LENS FOR AN ANTENNA SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/020383
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a lens (101) for an antenna system (100), the lens being intended to be illuminated by an electromagnetic source (102) according to a predefined first electromagnetic field at the input of said lens, the lens being adapted to obtain a second predefined electromagnetic field expected at the output of said lens. The lens comprises a first portion sectorised according to a first sector-shaped gap, each sector of said first portion having a thickness and a dielectric constant defined to perform an in-phase adjustment on said sector from the first electromagnetic field. The lens comprises a second portion of electrically conductive material(s) arranged on said first portion, the second portion being sectorised according to a second sector-shaped gap, each sector of said second portion having a defined thickness, based on the conductivity and permeability of the material forming said sector, to provide an amplitude adjustment on the sector from the first electromagnetic field.

Inventors:
JOUADE ANTOINE (FR)
HIMDI MOHAMED (FR)
LAFOND OLIVIER (FR)
MARTIN ALEXIS (FR)
CASTEL XAVIER (FR)
Application Number:
PCT/EP2018/068852
Publication Date:
January 31, 2019
Filing Date:
July 11, 2018
Export Citation:
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Assignee:
UNIV RENNES (FR)
International Classes:
H01Q15/08; H01Q15/02; H01Q19/06
Foreign References:
FR2888408A12007-01-12
US20110025432A12011-02-03
US4220957A1980-09-02
Other References:
HRISTO D HRISTOV ET AL: "Design Equation for Multidielectric Fresnel Zone Plate Lens", IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS, IEEE SERVICE CENTER, NEW YORK, NY, US, vol. 22, no. 11, 1 November 2012 (2012-11-01), pages 574 - 576, XP011472006, ISSN: 1531-1309, DOI: 10.1109/LMWC.2012.2224099
Attorney, Agent or Firm:
LE GUEN MAILLET 728 (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1) Lentille (101) pour système antennaire (100), la lentille (101) étant destinée à être illuminée selon un premier champ électromagnétique prédéfini en entrée de ladite lentille (101), la lentille (101) comportant une première partie (101a) sectorisée selon une première découpe sectorielle, chaque secteur (300) de ladite première partie (101a) étant d'épaisseur et de constante diélectrique définies pour effectuer un ajustement de phase sur ledit secteur (300) à partir dudit premier champ électromagnétique afin d'obtenir un second champ électromagnétique attendu en sortie de ladite lentille,

caractérisée en ce que la lentille (101) comporte une seconde partie (101b) en matériau(x) électriquement conducteur(s) déposé(s) sur ladite première partie (101a), la seconde partie (101b) étant sectorisée selon une seconde découpe sectorielle, chaque secteur (500) de ladite seconde partie (101b) étant d'épaisseur définie pour effectuer, en fonction de la conductivité et de la perméabilité du matériau constituant ledit secteur (500) ainsi que de la longueur d'onde à laquelle le système antennaire (100) est opérant, un ajustement d'amplitude sur ledit secteur (500) à partir dudit premier champ électromagnétique afin d'obtenir le second champ électromagnétique attendu en sortie de ladite lentille. 2) Lentille selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur de ladite première partie (101a) est fixe, quel que soit le secteur (300) de ladite première partie (101a), et en ce que l'ajustement de phase de chaque secteur (300) de ladite première partie (101a) est effectué grâce à la constante diélectrique du matériau constituant ledit secteur (300) de ladite première partie (101a).

3) Lentille selon la revendication 2, caractérisée en ce que la première découpe sectorielle et la seconde découpe sectorielle sont identiques de telle sorte que les frontières des secteurs (300) de la première partie (101a) sont alignées avec les frontières des secteurs (500) de la seconde partie (101b).

4) Lentille selon la revendication 2, caractérisée en ce que la première découpe sectorielle et la seconde découpe sectorielle sont différentes. 5) Lentille selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur de ladite première partie (101a) diffère d'un secteur (300) à l'autre de ladite première partie (101a), et en ce que l'ajustement de phase de chaque secteur (300) de ladite première partie (101a) est effectué grâce à l'épaisseur du matériau constituant ledit secteur (300) de ladite première partie (101a).

6) Lentille selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'ajustement de phase de chaque secteur (300) de ladite première partie (101a) est effectué grâce à la constante diélectrique du matériau constituant ledit secteur (300) de ladite première partie (101a).

7) Lentille selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que la première découpe sectorielle et la seconde découpe sectorielle sont identiques de telle sorte que les frontières des secteurs (300) de la première partie (101a) sont alignées avec les frontières des secteurs (500) de la seconde partie (101b).

8) Lentille selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que la première découpe sectorielle et la seconde découpe sectorielle sont différentes de telle sorte que les frontières des secteurs (300) de la première partie (101a) sont alignées avec certaines frontières des secteurs (500) de la seconde partie (101b).

9) Lentille selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en que la seconde partie (101b) est constituée d'un ou plusieurs métaux, ou d'un ou plusieurs oxydes métalliques, ou d'un ou plusieurs alliages. 10) Système antennaire (100) comportant une source électromagnétique (102) et une lentille (101) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, le système antennaire étant agencé de telle sorte que la source électromagnétique (102) illumine la lentille (101) selon le premier champ électromagnétique prédéfini en entrée de ladite lentille (101).

11) Procédé de fabrication d'une lentille (101) pour système antennaire (100) destinée à être illuminée selon un premier champ électromagnétique prédéfini en entrée de ladite lentille (101) afin d'obtenir un second champ électromagnétique attendu en sortie de ladite lentille (101), caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes suivantes :

- obtenir (601) une information représentative d'une première découpe sectorielle ;

- fabriquer (602) une première partie (101a) de ladite lentille (101) selon la première découpe sectorielle, chaque secteur (300) de ladite première partie (101a) étant d'épaisseur et de constante diélectrique définies pour effectuer un ajustement de phase sur ledit secteur (300) à partir dudit premier champ électromagnétique afin d'obtenir un second champ électromagnétique attendu en sortie de ladite lentille (101) ;

- obtenir (603) une information représentative d'une seconde découpe sectorielle ;

- déposer (604) une seconde partie (101b) en matériau(x) électriquement conducteur(s) sur ladite première partie (101a), la seconde partie (101b) étant sectorisée selon la seconde découpe sectorielle, chaque secteur (500) de ladite seconde partie (101b) étant d'épaisseur définie pour effectuer, en fonction de la conductivité et de la perméabilité du matériau constituant ledit secteur (500) ainsi que de la longueur d'onde à laquelle le système antennaire (100) est opérant, un ajustement d'amplitude sur ledit secteur (500) à partir dudit premier champ électromagnétique afin d'obtenir le second champ électromagnétique attendu en sortie de ladite lentille (101).

Description:
LENTILLE POUR SYSTEME ANTENNAIRE

La présente invention concerne le domaine des lentilles pour système antennaire et des systèmes antennaires intégrant de telles lentilles.

Les systèmes antennaires focalisants sont largement répandus. Les deux grandes familles de systèmes antennaires focalisants sont les systèmes antennaires à base de lentille, qui effectuent une focalisation de signal en transmission, et les systèmes antennaires à base de paraboloïde, qui effectuent une focalisation de signal en réflexion.

Les systèmes antennaires à base de lentille reposent sur des principes théoriques proches du domaine de l'optique, notamment des lentilles optiques de Fresnel. Les lentilles de Fresnel utilisées dans les systèmes antennaires sont typiquement des cylindres circulaires droits dont la longueur des génératrices (épaisseur de lentille) est faible au vu du diamètre de leurs surfaces de base respectives. La surface de base est sectorisée, et chaque secteur est composé, sur l'épaisseur de la lentille, d'un matériau de constante diélectrique (ou permittivité relative e r ) adaptée à une correction de phase sur ledit secteur. Ainsi, la phase peut être rendue uniforme sur l'ensemble de la surface de radiation en sortie de la lentille, de manière à obtenir l'effet focalisant. Cela permet d'obtenir un système antennaire de taille réduite (épaisseur de lentille réduite), en comparaison avec une lentille présentant, dans son ensemble, une même constante diélectrique.

De manière à contrôler le schéma de radiation en sortie de la lentille, différentes techniques ont été présentées, comme par exemple de gérer en conséquence l'amplification du signal au niveau de la source électromagnétique (« feeder » en anglais) du système antennaire, aussi appelée source primaire, ou en concevant des lentilles à formes complexes en trois dimensions. Cependant, ces systèmes antennaires présentent une grande complexité de conception et/ou de fabrication, notamment dans le domaine des longueurs d'ondes millimétriques.

Il est souhaitable de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique. II est notamment souhaitable de fournir une solution de lentille pour système antennaire qui permette une adaptation de phase et d'amplitude pour obtenir en sortie de la lentille, en fonction d'un premier champ électromagnétique prédéfini en entrée de la lentille, un second champ électromagnétique prédéfini pour, in fine, obtenir en champ lointain un diagramme de rayonnement prédéfini. Il est notamment souhaitable de fournir une solution de lentille qui ne nécessite pas d'implémentation complexe de la source électromagnétique (ou source primaire) du système antennaire pour générer le premier champ électromagnétique prédéfini en entrée de la lentille afin d'obtenir le second champ électromagnétique prédéfini. Il est aussi souhaitable de fournir une solution qui soit simple à implémenter et à faible coût.

Selon un premier aspect, l'invention concerne une lentille pour système antennaire, la lentille étant destinée à être illuminée selon un premier champ électromagnétique prédéfini en entrée de ladite lentille, la lentille comportant une première partie sectorisée selon une première découpe sectorielle, chaque secteur de ladite première partie étant d'épaisseur et de constante diélectrique définies pour effectuer un ajustement de phase sur ledit secteur à partir dudit premier champ électromagnétique afin d'obtenir un second champ électromagnétique attendu en sortie de ladite lentille. La lentille est telle qu'elle comporte une seconde partie en matériau(x) électriquement conducteur(s) déposé(s) sur ladite première partie, la seconde partie étant sectorisée selon une seconde découpe sectorielle, chaque secteur de ladite seconde partie étant d'épaisseur définie pour effectuer, en fonction de la conductivité et de la perméabilité du matériau constituant ledit secteur, un ajustement d'amplitude sur ledit secteur à partir dudit premier champ électromagnétique afin d'obtenir le second champ électromagnétique attendu en sortie de ladite lentille. Ainsi, grâce à la seconde partie en matériau(x) électriquement conducteur(s) (e.g. en métal), l'ajustement en phase est complété par un ajustement en amplitude, ce qui simplifie la conception de la source électromagnétique. En effet, l'ajustement en amplitude qui peut être ainsi réalisé par la lentille donne plus de flexibilité dans la conception et la réalisation de la source électromagnétique, et notamment dans la maîtrise du premier champ électromagnétique en entrée de la lentille pour parvenir à obtenir le second champ électromagnétique en sortie de la lentille (et donc, in fine, le diagramme de rayonnement attendu en champ lointain), du fait que l'ajustement en amplitude est décorrélé de l'ajustement en phase.

Selon un mode de réalisation particulier, l'épaisseur de ladite première partie est fixe, quel que soit le secteur de ladite première partie, et l'ajustement de phase de chaque secteur de ladite première partie est effectué grâce à la constante diélectrique du matériau constituant ledit secteur de ladite première partie.

Selon un mode de réalisation particulier, la première découpe sectorielle et la seconde découpe sectorielle sont identiques de telle sorte que les frontières des secteurs de la première partie sont alignées avec les frontières des secteurs de la seconde partie. Selon un mode de réalisation particulier en variante des deux précédents, la première découpe sectorielle et la seconde découpe sectorielle sont différentes.

Selon un mode de réalisation particulier, l'épaisseur de ladite première partie diffère d'un secteur à l'autre de ladite première partie, et l'ajustement de phase de chaque secteur de ladite première partie est effectué grâce à l'épaisseur du matériau constituant ledit secteur de ladite première partie.

Selon un mode de réalisation particulier, l'ajustement de phase de chaque secteur de ladite première partie est effectué grâce à la constante diélectrique du matériau constituant ledit secteur de ladite première partie.

Selon un mode de réalisation particulier, la première découpe sectorielle et la seconde découpe sectorielle sont identiques de telle sorte que les frontières des secteurs de la première partie sont alignées avec les frontières des secteurs de la seconde partie.

Selon un mode de réalisation particulier, la première découpe sectorielle et la seconde découpe sectorielle sont différentes de telle sorte que les frontières des secteurs de la première partie sont alignées avec certaines frontières des secteurs de la seconde partie.

Selon un mode de réalisation particulier, la seconde partie est constituée d'un ou plusieurs métaux, ou d'un ou plusieurs oxydes métalliques, ou d'un ou plusieurs alliages.

Selon un second aspect, l'invention concerne un système antennaire comportant une source électromagnétique et une lentille telle qu'évoquée ci-dessus, agencé de telle sorte que la source électromagnétique illumine la lentille selon le premier champ électromagnétique prédéfini en entrée de ladite lentille.

Selon un troisième aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une lentille pour système antennaire destinée à être illuminée selon un premier champ électromagnétique prédéfini en entrée de ladite lentille afin d'obtenir un second champ électromagnétique attendu en sortie de ladite lentille, le procédé comportant les étapes suivantes : obtenir une information représentative d'une première découpe sectorielle ; fabriquer une première partie de ladite lentille selon la première découpe sectorielle, chaque secteur de ladite première partie étant d'épaisseur et de constante diélectrique définies pour effectuer un ajustement de phase sur ledit secteur à partir dudit premier champ électromagnétique afin d'obtenir un second champ électromagnétique attendu en sortie de ladite lentille ; obtenir une information représentative d'une seconde découpe sectorielle ; déposer une seconde partie en matériau(x) électriquement conducteur(s) sur ladite première partie, la seconde partie étant sectorisée selon la seconde découpe sectorielle, chaque secteur de ladite seconde partie étant d'épaisseur définie pour effectuer, en fonction de la conductivité et de la perméabilité du matériau constituant ledit secteur, un ajustement d'amplitude sur ledit secteur à partir dudit premier champ électromagnétique afin d'obtenir le second champ électromagnétique attendu en sortie de ladite lentille.

Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :

- la Fig. 1 illustre schématiquement un système antennaire comportant une lentille ;

- la Fig. 2 illustre schématiquement un principe de déphasage de signal en entrée de la lentille ;

- la Fig. 3 illustre schématiquement un principe d'adaptation de phase par la lentille ;

- les Figs. 4A, 4B et 4C illustrent des schémas de découpe sectorielle applicables à la lentille ;

- les Figs. 5 A et 5B illustrent schématiquement des agencements de la lentille permettant en outre une adaptation d'amplitude, afin d'obtenir en sortie de la lentille, en fonction d'un premier champ électromagnétique prédéfini en entrée de la lentille, un second champ électromagnétique prédéfini ; et

- la Fig. 6 illustre schématiquement un organigramme d'un procédé de fabrication de la lentille selon les agencements des Figs. 5 A et 5B.

L'invention porte sur une lentille pour système antennaire, la lentille étant destinée à être illuminée selon un premier champ électromagnétique prédéfini en entrée de ladite lentille, la lentille étant adaptée pour obtenir un second champ électromagnétique prédéfini attendu en sortie de ladite lentille lorsque ladite lentille est effectivement illuminée selon le premier champ électromagnétique prédéfini. Ainsi, le premier champ électromagnétique prédéfini, en champ proche, correspond à un premier diagramme de rayonnement prédéfini, en champ lointain, et le second champ électromagnétique prédéfini, en champ proche, correspond à un second diagramme de rayonnement prédéfini, en champ lointain. La lentille comporte une première partie sectorisée selon une première découpe sectorielle, chaque secteur de ladite première partie étant d'épaisseur et de constante diélectrique définies pour effectuer un ajustement en phase sur ledit secteur à partir du premier champ électromagnétique. La lentille comporte une seconde partie en matériau(x) électriquement conducteur(s) (e.g. en métal) déposé(s) sur ladite première partie, la seconde partie étant sectorisée selon une seconde découpe sectorielle, chaque secteur de ladite seconde partie étant d'épaisseur définie pour effectuer un ajustement en amplitude sur ledit secteur à partir dudit premier champ électromagnétique. L'ajustement en phase et l'ajustement en amplitude ainsi effectués par ladite lentille permettent d'obtenir le second champ électromagnétique attendu en sortie de ladite lentille lorsque ladite lentille est effectivement illuminée selon le premier champ électromagnétique prédéfini.

La Fig. 1 illustre schématiquement un système antennaire 100 comportant une lentille 101 et une source électromagnétique (« feeder » en anglais) 102, aussi appelée source primaire.

La source électromagnétique 102 reçoit un signal électrique via un lien 103 et transforme ledit signal électrique en un signal électromagnétique projeté sur la lentille 101. On dit que la source électromagnétique 102 illumine ainsi la lentille 101. Par exemple, la source électromagnétique 102 est un cornet. D'autres types de source électromagnétique 102 peuvent être utilisés, dès lors que le champ électromagnétique que ladite source électromagnétique 102 induit en entrée de la lentille 101 est prédéfini, c'est-à-dire connu à l'avance pour concevoir ladite lentille 101.

La source électromagnétique 102 engendre ainsi un premier champ électromagnétique prédéfini en entrée de la lentille 101. Ce premier champ électromagnétique prédéfini en entrée de la lentille 101 présente un décalage de phase par rapport à un second champ électromagnétique prédéfini attendu en sortie de la lentille au vu de la finalité du système antennaire. Ce décalage de phase doit être compensé par la lentille 101. Cet aspect est détaillé par la suite.

La lentille 101 est adaptée, comme détaillé ci-après, pour générer en sortie de ladite lentille 101 le second champ électromagnétique prédéfini d'après ledit premier champ électromagnétique prédéfini en entrée de la lentille 101. En d'autres termes, en connaissant le second champ électromagnétique espéré en sortie de ladite lentille 101, la lentille 101 est conçue et fabriquée de sorte à générer ledit second champ électromagnétique en partant dudit premier champ électromagnétique induit par la source électromagnétique 102. La lentille 101 comporte une première partie en forme de cylindre circulaire droit. La première partie de la lentille 101 est référencée 101a dans le présent document. La longueur des génératrices de ce cylindre est faible au vu du diamètre de sa surface de base (disque). Le diamètre de sa surface de base définit l'ouverture O du système antennaire. La première partie 101a de la lentille 101 est d'épaisseur fixe. Par exemple, le système antennaire 100 est opérant à 60 GHz, le diamètre de la surface de base de ladite première partie 101a de la lentille 101 est de 150 mm et l'épaisseur de ladite première partie 101a de la lentille 101 est de 17 mm. A noter que la phase est référencée par rapport à un axe A confondu avec l'axe de révolution de ladite première partie 101a de la lentille 101.

La surface de base de la première partie 101a de la lentille 101 est sectorisée, selon une première découpe sectorielle, et chaque secteur est composé, sur l'épaisseur de ladite première partie 101a de la lentille 101, d'un matériau de constante diélectrique (ou permittivité relative e r ) adaptée à une correction de phase sur ledit secteur. Cette première découpe sectorielle vise à effectuer un ajustement de phase. Cet aspect est détaillé ci-après en relation avec la Fig. 3.

La lentille 101 comporte une seconde partie, déposée sur la première partie 101a, et qui est aussi sectorisée, selon une seconde découpe sectorielle. La seconde partie de la lentille 101 est référencée 101b dans le présent document. Cette seconde découpe sectorielle, qui peut être distincte de la première découpe sectorielle, vise à effectuer un ajustement d'amplitude, pour obtenir le second champ électromagnétique attendu en sortie de la lentille 101 à partir du premier champ électromagnétique en entrée de la lentille 101. Il convient de noter que le second champ électromagnétique attendu en sortie de la lentille 101 est nécessairement inférieur en amplitude, en tout point de la lentille 101, au premier champ électromagnétique en entrée de la lentille 101. Cet aspect est détaillé ci-après en relation avec les Figs. 5A et 5B. Des exemples de schémas de découpe sectorielle, applicables à la première découpe sectorielle et à la seconde découpe sectorielle, sont détaillés ci-après en relation avec les Figs. 4A, 4B et 4C.

La Fig. 2 illustre schématiquement un principe de déphasage de signal en entrée de la lentille 101.

Considérons que la source électromagnétique 102 génère un front d'onde sphérique 200. La propagation de ce front d'onde sphérique 200 dans l'air est constante, ce qui implique que le signal électromagnétique ne parvient pas au même instant sur toute la surface de la première partie de la lentille 101. La source électromagnétique étant placée à une distance focale F de la lentille 101 , un décalage δ apparaît dès que le signal électromagnétique s'écarte de l'axe A susmentionné. La magnitude de ce décalage δ est d'autant plus élevée que le signal électromagnétique s'écarte de l'axe A susmentionné. Il existe ainsi un décalage δ = Δ au bord de la lentille 101. Le décalage δ induit un déphasage, qui doit être compensé par la lentille 101 (plus particulièrement par la première partie 101a de la lentille 101), lorsque le champ électrique attendu en sortie de la lentille 101 ne présente pas un tel décalage.

La Fig. 3 illustre schématiquement un principe d'adaptation de phase par la lentille 101 , et plus particulièrement par la première partie 101a de la lentille 101.

La première partie 101a de la lentille 101 est donc découpée en secteurs 300.

Considérons un secteur de la première partie de la lentille 101. Considérons que le signal électromagnétique émis par la source électromagnétique 102 a un angle d'incidence 8 t lorsqu'il frappe ledit secteur de la première partie 101a de la lentille 101. Une partie du signal électromagnétique pénètre ainsi dans ledit secteur de la première partie 101a de la lentille 101 selon un angle de transmission 6 t . Le temps de traversée dudit secteur par le signal électromagnétique dépend donc de cet angle de transmission 6 t , ainsi que de la constante diélectrique (ou permittivité relative e r ) du matériau utilisé pour constituer ledit secteur de la première partie 101a de la lentille 101. Ainsi, en choisissant un matériau de constante diélectrique adéquate en fonction de l'angle de transmission B t , le décalage de phase entre la phase du signal électromagnétique en entrée d'après le premier champ électromagnétique sur ledit secteur et la phase attendue du signal électromagnétique en sortie d'après le second champ électromagnétique sur ledit secteur est compensé par le matériau dudit secteur. En effet, il convient de noter qu'au- delà du fait de l'écart de distance entre la distance entre la source électromagnétique 102 et le point central de la surface de base de la première partie 101a de la lentille 101 , d'une part, la distance entre la source électromagnétique 102 et tout autre point de la première partie 101a de la lentille 101, d'autre part (tel que détaillé ci-dessus en relation avec la Fig. 2), le décalage de phase peut être directement lié à la forme du signal électromagnétique émis par la source électromagnétique 102. Ce qui importe donc est le décalage de phase entre la phase du signal électromagnétique en entrée d'après le premier champ électromagnétique sur chaque secteur de la première partie 101a de la lentille 101 et la phase attendue du signal électromagnétique en sortie d'après le second champ électromagnétique sur ledit secteur. Les Figs. 4A, 4B et 4C illustrent des schémas de découpe sectorielle applicables à la lentille 101. Les schémas de découpe sectorielle illustrés sur les Figs. 4A, 4B et 4C sont applicables à la première découpe sectorielle, utilisée pour effectuer l'ajustement de phase, et à la seconde découpe sectorielle, utilisée pour effectuer l'ajustement d'amplitude. Comme déjà indiqué, la première découpe sectorielle et la seconde découpe sectorielle peuvent être identiques (i.e. les frontières des secteurs de la première partie sont alignées avec les frontières des secteurs de la seconde partie) ou distinctes (i.e. les frontières des secteurs de la première partie ne sont pas alignées avec toutes les frontières des secteurs de la seconde partie). Cela dépend de la différence, en phase et en amplitude, entre le premier champ électromagnétique en entrée de la lentille 101, tel qu'induit par la source électromagnétique 102, et le second champ électromagnétique, tel qu'attendu en sortie de la lentille 101.

A noter que les Figs. 4A, 4B et 4C sont des vues respectives de découpe sectorielle en utilisant l'axe A comme axe de visée.

La Fig. 4A présente un schéma de découpe sectorielle dans lequel un secteur en forme de cylindre circulaire droit est présent autour de l'axe A. D'autres secteurs en forme de manchons cylindriques sont présents de manière concentrique par rapport à l'axe A pour compléter le schéma de découpe sectorielle.

La Fig. 4B présente un schéma de découpe sectorielle qui repart du schéma de découpe sectorielle de la Fig. 4A. Les manchons cylindriques de la Fig. 4A y sont découpés selon des plans, incluant chacun l'axe A et décalés successivement de 45°, de sorte à obtenir un plus grand nombre de secteurs, et donc une granularité plus fine pour ajuster la phase et/ou l'amplitude.

La Fig. 4C présente un tout autre schéma de découpe sectorielle où un quadrillage est appliqué sur toute l'épaisseur de la première partie 101a et/ou de la seconde partie 101b de la lentille 101.

D'autres schémas de découpe sectorielle peuvent être appliqués pour obtenir la première découpe sectorielle et/ou la seconde découpe sectorielle, en fonction de la granularité souhaitée pour respectivement ajuster la phase et/ou l'amplitude.

De manière préférentielle, la surface des secteurs (vus selon l'axe A), pour la première découpe sectorielle et pour la seconde découpe sectorielle, est inférieure à (A/2) 2 , où λ est la longueur d'onde à laquelle le système antennaire 100 est opérant. Par exemple, l'aire desdits secteurs est de (A/10) 2 . Cela donne une bonne granularité d'adaptation en phase et en amplitude pour obtenir le second champ électromagnétique attendu en sortie de la lentille 101 à partir du premier champ électromagnétique induit en entrée de la lentille 101.

Les Figs. 5 A et 5B illustrent schématiquement des agencements de la lentille 101 permettant en outre d'effectuer une adaptation d'amplitude, afin d'obtenir le second champ électromagnétique attendu en sortie de la lentille 101, en fonction du premier champ électromagnétique induit par la source électromagnétique 102 en entrée de la lentille 101.

La Fig. 5 A présente un agencement dans lequel la première découpe sectorielle et la seconde découpe sectorielle sont identiques. La Fig. 5 présente donc des secteurs 300 de la première partie 101a de la lentille 101 et des secteurs 500 de la seconde partie 101b de la lentille 101 qui sont alignés en tout point.

La seconde partie 101b est déposée sur la première partie 101a. La seconde partie 101b peut être placée d'un côté ou de l'autre de la première partie 101a par rapport à la source électromagnétique 102.

La seconde partie 101b est constituée d'un ou plusieurs matériaux conducteurs, c'est-à-dire de matériaux de conductivité non nulle, de sorte que le temps de traversée de la seconde partie 101b de la lentille 101 par le signal électromagnétique émis par la source électromagnétique 102 est négligeable par rapport au temps de traversée de la première partie 101a de la lentille 101. Cela entraîne que le ou les matériaux constituant la seconde partie 101b sont de faible épaisseur en comparaison avec l'épaisseur de la première partie 101a, en tout point. Préférentiellement, la seconde partie 101b est constituée d'un ou plusieurs métaux, ou d'un ou plusieurs oxydes métalliques, ou d'un ou plusieurs alliages. La seconde partie 101b est ainsi constituée de secteurs d'épaisseurs respectives de l'ordre de quelques dizaines de nanomètres pour un système antennaire opérant à 60 GHz. De cette manière, la seconde partie 101b influe de manière négligeable sur la phase.

L'épaisseur de la seconde partie 101b de la lentille 101 pour chaque secteur selon la seconde découpe sectorielle est définie de sorte à compenser la différence d'amplitude entre le premier champ électromagnétique en entrée de la lentille 101 , tel qu'induit par la source électromagnétique 102, et le second champ électromagnétique en sortie de la lentille, tel qu'attendu. Pour chaque secteur de la seconde partie 101b de la lentille 101, l'épaisseur de ladite seconde partie 101b de la lentille 101 est défini en fonction de l'effet de peau de sorte à assurer que le signal électromagnétique émis par la source électromagnétique 102 traverse ledit secteur. Plus précisément, pour chaque secteur de la seconde partie 101b de la lentille 101, l'épaisseur de ladite seconde partie 101b de la lentille 101 est définie grâce à la relation suivante :

A = exp(— z/e)

où A représente la différence d'amplitude entre le premier champ électromagnétique en entrée dudit secteur et le second champ électromagnétique en sortie dudit secteur, z représente l'épaisseur de ladite seconde partie 101b de la lentille 101 pour ledit secteur, et e représente l'épaisseur de peau sur ledit secteur, sachant que :

où λ représente la longueur d'onde à laquelle le système antennaire 100 est opérant, c représente la célérité de la lumière dans le vide, σ représente la conductivité du matériau constituant ladite seconde partie 101b de la lentille 101 (pour ledit secteur) ou d'une moyenne pondérée de la conductivité des matériaux constituant ladite seconde partie 101b de la lentille 101 (pour ledit secteur), et μ représente la perméabilité du matériau constituant ladite seconde partie 101b de la lentille 101 (pour ledit secteur) ou d'une moyenne pondérée de la perméabilité des matériaux constituant ladite seconde partie 101b de la lentille 101 (pour ledit secteur). Ainsi, l'épaisseur de chaque secteur 500 de la seconde partie 101b de la lentille 101 est définie, en fonction de la conductivité et de la perméabilité du matériau constituant ledit secteur 500, de sorte à ajuster l'amplitude sur ledit secteur 500 à partir dudit premier champ électromagnétique (supposé, en entrée de la lentille) afin d'obtenir le second champ électromagnétique attendu en sortie de ladite lentille (et, in fine, obtenir le diagramme de rayonnement attendu en champ lointain).

La Fig. 5B présente un agencement dans lequel la première découpe sectorielle et la seconde découpe sectorielle sont différentes. La Fig. 5 présente donc des secteurs 300 de la première partie 101a de la lentille 101 et des secteurs 500 de la seconde partie 101b de la lentille 101 qui ne sont pas alignés en tout point, même s'ils peuvent l'être en certains points (comme apparent sur la droite de la Fig. 5B). En dehors de cet aspect, les mêmes principes s'appliquent que pour l'agencement de la Fig. 5A. En effet, grâce à l'invention, l'ajustement en phase et l'ajustement en amplitude sont décorrélés l'un de l'autre, et n'interagissent donc pas entre eux.

A noter, en complément des Figs. 5A et 5B, que la seconde partie 101b peut être répartie, toujours selon la seconde découpe sectorielle, d'un côté et de l'autre de la première partie 101a par rapport à la source électromagnétique 102. Il a été considéré dans l'exposé ci-dessus que la première partie 101a de la lentille 101 est d'épaisseur fixe. Il est cependant possible de compenser la phase en utilisant un même matériau sur l'ensemble de la première partie 101a de la lentille 101 et d'ajuster l'épaisseur de ladite première partie 101a de la lentille 101 pour chaque secteur 300 de la première découpe sectorielle. En effet, la compensation de différence de phase entre le premier champ électromagnétique en entrée de la lentille 101 et le second champ électromagnétique attendu en sortie de la lentille 101, par secteur 300 de ladite première partie 101a de la lentille 101, dépend de la constante diélectrique (ou permittivité relative e r ) du matériau utilisé sur ledit secteur 300, ainsi que de l'épaisseur dudit matériau utilisé sur ledit secteur 300. Il est donc aussi possible de jouer sur ces deux paramètres pour effectuer l'ajustement de phase. A noter que, lorsque l'épaisseur de la première partie 101a de la lentille 101 n'est pas fixe, les frontières des secteurs 300 de la première partie 101a de la lentille 101 sont alignées avec des frontières de secteurs 500 de la seconde partie 101b de la lentille 101. Par exemple, la première découpe sectorielle est selon le schéma de la Fig. 4A et la seconde découpe sectorielle est selon le schéma de la Fig. 4B.

La Fig. 6 illustre schématiquement un organigramme d'un procédé de fabrication de la lentille selon les agencements des Figs. 5A et 5B. L'algorithme de la Fig. 6 est implémenté par un système de fabrication.

Dans une étape 601, une information représentative de la première découpe sectorielle est obtenue par le système de fabrication.

Dans une étape 602, la première partie 101a de la lentille 101 est fabriquée par le système de fabrication. La première partie 101a de la lentille 101 est agencée comme précédemment décrit, en respectant la première découpe sectorielle. La constante diélectrique (ou permittivité relative e r ) et l'épaisseur de chaque secteur, selon la première découpe sectorielle, sont respectées pour assurer, sur ledit secteur, que le second champ électromagnétique attendu en sortie de la lentille soit respecté lorsque le premier champ électromagnétique est appliqué en sortie de la lentille en ce qui concerne la phase.

Dans une étape 603, une information représentative de la seconde découpe sectorielle est obtenue par le système de fabrication.

Dans une étape 604, la seconde partie 101b de la lentille 101 est obtenue et déposée sur la première partie 101a de la lentille 101 par le système de fabrication. La seconde partie 101b de la lentille 101 est agencée comme précédemment décrit, en respectant la seconde découpe sectorielle. L'épaisseur de chaque secteur, selon la seconde découpe sectorielle, est respectée pour assurer, sur ledit secteur, que le second champ électromagnétique attendu en sortie de la lentille soit respecté lorsque le premier champ électromagnétique est appliqué en sortie de la lentille en ce qui concerne l'amplitude.

Il est ainsi possible de constituer un système antennaire en associant la lentille ainsi obtenue avec une source électromagnétique, telle qu'un cornet, adapté pour induire en entrée de la lentille le premier champ électromagnétique prédéfini susmentionné. Le second champ électromagnétique prédéfini attendu en sortie de la lentille est alors obtenu.