La présente invention concerne le domaine des guides d'ondes électromagnétiques et plus particulièrement le domaine des guides d'ondes électromagnétiques à fentes.

Les guides d'ondes électromagnétiques à fentes sont particulièrement répandus dans le domaine des radars. Il existe aujourd'hui un besoin de fabriquer des antennes à base de guides d'ondes électromagnétiques ayant une fréquence nominale de fonctionnement aux alentours de 79 GHz, notamment en ce qui concerne les radars de régulation de vitesse dans le monde automobile. Un radar de régulation de vitesse est adapté pour mesurer la distance et la vitesse d'approche d'un obstacle, afin d'ajuster la vitesse automatiquement et éviter ainsi une éventuelle collision.

Découper des fentes dans un guide d'ondes électromagnétiques est une façon simple de construire une antenne. La position, la forme et l'orientation des fentes sur le guide d'ondes électromagnétiques vont définir le diagramme de rayonnement de l'antenne.

Une configuration typique d'une telle antenne est de découper des éléments radiants sous forme de fentes dans une des parois d'un guide d'ondes électromagnétiques à section rectangulaire creuse, de sorte à couper les lignes de courant du guide d'ondes électromagnétiques.

Les fentes peuvent être placées sur l'une des parois les plus larges du guide d'ondes électromagnétiques à section rectangulaire creuse. Des fentes sont par exemple régulièrement placées en alternance de part et d'autre d'un axe médian de ladite paroi. Cela a l'inconvénient de mener à un faisceau relativement étroit dans ce que l'homme du métier appelle « plan E », ce qui entraîne une chute de gain lorsque plusieurs guides à fentes sont placés côte à côte pour dépointer dans ce plan E. Les fentes peuvent aussi être placées, sur ladite paroi, perpendiculairement par rapport à cet axe médian. Cependant, cela change la polarisation de l'onde électromagnétique et, comme les fentes se retrouvent dans le sens de leurs longueurs respectives dans le plan E, cela pose aussi un problème d'étroitesse du faisceau dans le plan E. Les fentes peuvent être inclinées, dans une position intermédiaire entre celles précédemment évoquées, mais cela pose un problème de polarisation croisée (« cross-polarization » en anglais). Les fentes peuvent en variante être placées sur l'une des parois les moins larges du guide d'ondes électromagnétiques à section rectangulaire creuse. En alignant les fentes sur un axe médian de ladite paroi, la distance à respecter entre les fentes pour une excitation en phase est grande à cause de l'orientation des lignes de courant sur cette paroi du guide d'ondes électromagnétiques. Les fentes peuvent aussi être inclinées par rapport à cet axe médian, mais cela pose aussi un problème de polarisation croisée.

Il est souhaitable de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique. Il est notamment souhaitable de fournir un guide d'ondes électromagnétiques qui permette d'obtenir un large faisceau dans ce que l'homme du métier appelle « plan E », à faible niveau de polarisation croisée et à encombrement réduit.

Il est notamment souhaitable de fournir une solution qui soit simple à mettre en œuvre et à faible coût.

Selon un premier aspect, l'invention concerne un guide métallique d'ondes électromagnétiques comportant sur une paroi des fentes alignées. Ledit guide d'ondes électromagnétiques a une forme générale de serpentin, la forme générale de serpentin étant définie comme une forme comportant une alternance de courbures inversées en trois dimensions centrée sur un plan X, ladite alternance de courbures inversées ayant une largeur en tout point au maximum égale à une première valeur prédéfinie et de profondeur égale à une seconde valeur prédéfinie supérieure à ladite première valeur prédéfinie, de telle sorte que la forme générale de serpentin dispose ainsi de deux faces planes qui sont parallèles entre elles et qui sont perpendiculaires audit plan X. De plus, lesdites fentes sont alignées le long d'une desdites faces planes selon un axe parallèle audit plan X, de telle sorte que les barycentres respectifs desdites fentes coïncident avec des perpendiculaires audit axe parallèle audit plan X qui passent respectivement par des sommets de la courbe milieu de ladite face plane. Enfin, la forme de serpentin est telle que la distance crête-à-crête de ladite courbe milieu permet une excitation en phase desdites fentes. Ainsi, le guide d'ondes électromagnétiques est à large faisceau dans ce que l'homme du métier appelle « plan E », à faible niveau de polarisation croisée et à encombrement réduit.

Selon un mode de réalisation particulier, ledit guide d'ondes électromagnétiques est creux et rempli d'air. Selon un mode de réalisation particulier, la forme générale de serpentin est une forme générale de serpentin régulier de sorte à former une ondulation en trois dimensions, de largeur constante, centrée autour dudit plan X.

Selon un mode de réalisation particulier, lesdites fentes sont alignées selon ledit axe parallèle audit plan X de telle sorte que les barycentres respectifs desdites fentes coïncident avec lesdits sommets de ladite courbe milieu.

Selon un mode de réalisation particulier, lesdites fentes sont de mêmes dimensions et espacées régulièrement.

Selon un mode de réalisation particulier, le guide d'ondes électromagnétiques comporte une zone de couplage adaptée pour effectuer une transition entre le guide d'ondes électromagnétiques et un lien avec un système de transmission de données, et le guide d'ondes électromagnétiques est symétrique selon un plan perpendiculaire au plan X, aussi perpendiculaire à la paroi du guide d'ondes électromagnétiques où se trouvent lesdites fentes, et passant par le point milieu de la zone de couplage.

Selon un mode de réalisation particulier, la zone de couplage comporte une fente de couplage destinée à être associée à un microruban posé sur un matériau diélectrique intercalé entre ladite fente de couplage et ledit microruban.

Selon un mode de réalisation particulier, la forme générale de serpentin est creusée dans une plaque de matériau diélectrique, la forme générale de serpentin ainsi creusée présente une première couche métallique, une desdites faces planes est réalisée sous forme d'un premier capot dans un matériau diélectrique sur lequel une seconde couche métallique est présente et dans lequel lesdites fentes alignées sont présentes, l'autre desdites faces planes est réalisée sous forme d'un second capot dans un matériau diélectrique sur lequel une troisième couche métallique est présente, et les seconde et troisième couches métalliques sont en contact avec la première couche métallique.

Selon un mode de réalisation particulier en variante, la forme générale de serpentin est obtenue dans son contour par perçage de trous rapprochés dans une plaque de matériau diélectrique, lesdits trous sont métallisés, une desdites faces planes est réalisée sous forme d'un premier capot dans un matériau diélectrique sur lequel une seconde couche métallique est présente et dans lequel lesdites fentes alignées sont présentes, l'autre desdites faces planes est réalisée sous forme d'un second capot dans un matériau diélectrique sur lequel une troisième couche métallique est présente, et les seconde et troisième couches métalliques sont en contact avec lesdits trous métallisés. Selon un mode de réalisation particulier en complément de l'un ou l'autre des deux derniers modes de réalisation particuliers précédents, des antennes planaires sont présentes de part et d'autre de chacune desdites fentes alignées, lesdites antennes étant imprimées sur la face dudit premier capot opposée à celle sur laquelle la seconde couche métallique est présente.

Selon un second aspect, l'invention concerne un réseau d'antennes comportant une pluralité de guides d'ondes électromagnétiques de telle sorte que les formes générales de serpentin desdits guides d'ondes électromagnétiques sont présentes dans une même plaque de matériau diélectrique, que les guides d'ondes électromagnétiques sont disposés de telle sorte que les alignements de leurs fentes respectives soient parallèles, et que deux capots respectivement de part et d'autre de ladite plaque finalisent ladite pluralité de guides d'ondes électromagnétiques.

Selon un troisième aspect, l'invention concerne un réseau d'antennes comportant trois guides d'ondes électromagnétiques, deux guides d'ondes électromagnétiques extérieurs étant disposés de part et d'autre d'un guide d'ondes électromagnétiques central, de telle sorte que les formes générales de serpentin desdits guides d'ondes électromagnétiques sont présentes dans un assemblage de plaques de matériau diélectrique, que les guides d'ondes électromagnétiques sont disposés de telle sorte que les alignements de leurs fentes respectives soient parallèles, qu'une plaque dudit assemblage de plaques forme l'épaisseur des guides d'ondes électromagnétiques extérieurs et que ledit assemblage de plaques forme l'épaisseur du guide d'ondes électromagnétiques central. De plus, seul le guide d'ondes électromagnétiques central dispose de ladite zone de couplage et les deux guides d'ondes électromagnétiques extérieurs sont agencés de sorte à être excités par couplage électromagnétique avec ledit guide d'ondes électromagnétiques central grâce à leurs fentes alignées respectives, et deux capots respectivement de part et d'autre dudit assemblage de plaques finalisent ladite pluralité de guides d'ondes électromagnétiques.

Selon un quatrième aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un guide métallique d'ondes électromagnétiques comportant sur une paroi des fentes alignées, ledit procédé comportant : une étape d'obtention d'une forme générale métallique de serpentin, la forme générale de serpentin étant définie comme une forme comportant une alternance de courbures inversées en trois dimensions centrée sur un plan X ayant une largeur en tout point au maximum égale à une première valeur prédéfinie et de profondeur égale à une seconde valeur prédéfinie supérieure à ladite première valeur prédéfinie ; une étape d'obtention de premier et second capots métalliques, un desdits capots métalliques comportant lesdites fentes ; et une étape d'assemblage de telle sorte que la forme générale de serpentin dispose ainsi de deux faces planes qui sont parallèles entre elles et qui sont perpendiculaires audit plan X, que lesdites fentes sont alignées selon un axe parallèle audit plan X, que les barycentres respectifs desdites fentes coïncident avec des perpendiculaires audit axe parallèle audit plan X qui passent respectivement par des sommets de la courbe milieu de ladite face plane, et que la forme de serpentin est telle que la distance crête-à-crête de ladite courbe milieu permet une excitation en phase desdites fentes.

Selon un mode de réalisation particulier, la forme générale de serpentin est creusée dans une plaque de matériau diélectrique d'épaisseur égale à la seconde valeur prédéfinie, la forme générale de serpentin ainsi creusée est métallisée pour obtenir une première couche métallique, lesdits capots sont obtenus en métallisant deux autres plaques de matériau diélectrique pour obtenir respectivement des seconde et troisième couches métalliques, et l'assemblage est tel que les seconde et troisième couches métalliques sont en contact avec la première couche métallique.

Selon un mode de réalisation particulier en variante, la forme générale de serpentin est obtenue par perçage de trous rapprochés dans une plaque de matériau diélectrique d'épaisseur égale à la seconde valeur prédéfinie, lesdits trous sont métallisés, lesdits capots sont obtenus en métallisant deux autres plaques de matériau diélectrique pour obtenir respectivement des seconde et troisième couches métalliques, et l'assemblage est tel que les seconde et troisième couches métalliques sont en contact avec lesdits trous métallisés.

Selon un mode de réalisation particulier en complément de l'un ou l'autre des deux derniers modes de réalisation particuliers précédents, des antennes planaires sont imprimées sur le capot sur lequel lesdites fentes alignées sont présentes, sur la face opposée à celle où est présente ladite couche métallique, de telle sorte que les antennes planaires sont présentes de part et d'autre de chacune desdites fentes alignées.

Selon un cinquième aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un réseau d'antennes comportant une pluralité de guides d'ondes électromagnétiques, tel que les formes générales de serpentin desdits guides d'ondes électromagnétiques sont obtenues dans une même plaque de matériau diélectrique, que les guides d'ondes électromagnétiques sont disposés de telle sorte que les alignements de leurs fentes respectives soient parallèles, et que deux capots respectivement de part et d'autre de ladite plaque finalisent par assemblage ladite pluralité de guides d'ondes électromagnétiques .

Selon un sixième aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un réseau d'antennes comportant une pluralité de guides d'ondes électromagnétiques, tel que ledit réseau d'antennes comporte trois guides d'ondes électromagnétiques, deux guides d'ondes électromagnétiques extérieurs étant disposés de part et d'autre d'un guide d'ondes électromagnétiques central, que les guides d'ondes électromagnétiques extérieurs sont d'épaisseur moindre que le guide d'ondes électromagnétiques central, et que le procédé comporte : une étape où les formes de serpentin des guides d'ondes électromagnétiques extérieurs sont creusées dans une première plaque de matériau diélectrique d'épaisseur définissant l'épaisseur desdits guides d'ondes électromagnétiques extérieurs ; une étape d'assemblage de la première plaque de matériau diélectrique avec une seconde plaque de matériau diélectrique, l'assemblage étant d'épaisseur définissant l'épaisseur du guide d'ondes électromagnétiques central ; une étape où la forme de serpentin du guide d'ondes électromagnétiques central est creusée dans l'assemblage des première et seconde plaques de matériau diélectrique ; une étape de métallisation des formes de serpentin creusées ; et deux capots respectivement de part et d'autre de ladite plaque finalisent par assemblage ladite pluralité de guides d'ondes électromagnétiques . De plus, le procédé est tel que seul le guide d'ondes électromagnétiques central dispose de ladite zone de couplage et l'agencement des deux guides d'ondes électromagnétiques extérieurs est tel que lesdits guides d'ondes électromagnétiques extérieurs sont excités par couplage électromagnétique avec ledit guide d'ondes électromagnétiques central grâce à leurs fentes alignées respectives.

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 mode de réalisation d'un guide d'ondes électromagnétiques selon la présente invention ;

- la Fig. 2 illustre schématiquement un autre mode de réalisation d'un guide d'ondes électromagnétiques selon la présente invention ; - la Fig. 3 illustre schématiquement une vue partielle en coupe d'un mode de réalisation d'un guide d'ondes électromagnétiques selon la présente invention ;

- la Fig. 4 illustre schématiquement un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un guide d'ondes électromagnétiques selon la présente invention ;

- la Fig. 5 illustre schématiquement un mode de réalisation d'un premier réseau d'antennes comportant une pluralité de guides d'ondes électromagnétiques selon la présente invention ;

- la Fig. 6 illustre schématiquement un mode de réalisation d'un second réseau d'antennes comportant une pluralité de guides d'ondes électromagnétiques selon la présente invention ;

- la Fig. 7 illustre schématiquement un mode de réalisation d'un troisième réseau d'antennes comportant une pluralité de guides d'ondes électromagnétiques selon la présente invention ;

- la Fig. 8 illustre schématiquement une vue partielle en coupe d'un mode de réalisation d'un quatrième réseau d'antennes comportant une pluralité de guides d'ondes électromagnétiques selon la présente invention ; et

- la Fig. 9 illustre schématiquement un mode de réalisation particulier d'un guide d'ondes électromagnétiques selon la présente invention.

La Fig. 1 illustre schématiquement un mode de réalisation d'une antenne sous forme de guide d'ondes électromagnétiques selon la présente invention. Le guide d'ondes électromagnétiques présenté sur la Fig. 1 est métallique et a une forme générale de serpentin. Cela signifie que la forme du guide d'ondes électromagnétiques présente une alternance de courbures inversées qui est centrée sur un plan, noté « X » sur la Fig. 1, par exemple comme si la forme du guide d'ondes électromagnétiques suivait une sinusoïde représentée en trois dimensions.

Le guide d'ondes électromagnétiques est préférentiellement creux et est rempli d'air. Un mode de fabrication d'un tel guide d'ondes électromagnétiques est décrit ci- après en relation avec la Fig. 4.

Le guide d'ondes électromagnétiques est destiné à être connecté à un système de transmission de données, par l'intermédiaire d'un lien 30, tel qu'un câble coaxial ou un microruban (« microstrip » en anglais), afin de permettre au système de transmission de données d'émettre et/ou de recevoir des signaux via ladite antenne.

La forme générale de serpentin est préférentiellement régulière afin de faciliter la fabrication du guide d'ondes électromagnétiques. Une forme de serpentin régulier est une forme d'ondulation régulière en trois dimensions centrée sur le plan noté « X » sur la Fig. 1, la forme de serpentin disposant ainsi de deux faces de forme plane d'ondulation régulière, de largeur constante, qui sont parallèles entre elles et qui sont perpendiculaires au plan X.

La forme du guide d'ondes électromagnétiques est dite de forme « générale » de serpentin, car selon comment est établie la transition entre le guide d'ondes électromagnétiques et le lien avec le système de transmission de données (i.e. l'endroit du guide d'ondes électromagnétiques qui est adapté pour effectuer un couplage avec ledit lien), la forme de serpentin du guide d'ondes électromagnétiques peut présenter une ou plusieurs discontinuités dans l'alternance de courbures inversées. Cela est notamment le cas sur la Fig. 1 , où le guide d'ondes électromagnétiques comporte une zone de couplage avec ledit lien qui rompt la forme de serpentin régulier.

De manière particulière, la forme de serpentin régulier est une ondulation régulière de largeur de valeur prédéfinie « b » et de profondeur de valeur prédéfinie « a » (épaisseur du guide d'ondes électromagnétiques, aussi appelée « hauteur » du guide d'ondes électromagnétiques), et le guide d'ondes électromagnétiques s'étend sur une longueur de valeur prédéfinie « c » et une largeur de valeur prédéfinie « d », comme noté sur la Fig. 1. De manière générale, la forme de serpentin est une alternance de courbures inversées de largeur en tout point au maximum égale à la valeur prédéfinie « b » et de profondeur égale à la valeur prédéfinie « a ».

La valeur « a » de l'épaisseur (ou hauteur) du guide d'ondes électromagnétiques est supérieure à la valeur « b » de la largeur de la forme générale de serpentin régulier. De ce fait, les faces du guide d'ondes électromagnétiques qui sont de largeur égale à la valeur prédéfinie « a » sont appelées « parois larges » (« large walls » en anglais) par l'homme du métier, alors que les faces planes du guide d'ondes électromagnétiques de forme d'ondulation régulière de largeur égale à la valeur prédéfinie « b » sont appelées « parois étroites » (« narrow walls » en anglais).

Il convient de noter que la valeur « b » de la largeur de la forme générale de serpentin peut ne pas être strictement constante sur la totalité de chaque paroi étroite (la forme générale de serpentin n'étant alors pas régulière), et ce afin d'ajuster le diagramme de rayonnement aux besoins d'une application dans laquelle le guide d'ondes électromagnétiques est destiné à s'inscrire.

Sur une des faces planes de forme d'ondulation sont disposées des fentes alignées sur un axe parallèle audit plan X. Les fentes alignées sont disposées le long de ladite face plane (paroi étroite) de telle sorte que les barycentres respectifs desdites fentes coïncident avec des perpendiculaires audit axe parallèle audit plan X qui passent par des sommets de la courbe milieu de ladite face plane, de manière à ce que lesdites fentes coupent les lignes de courant qui se forment sur ladite paroi plane à l'utilisation dudit guide d'ondes électromagnétiques. Même si la forme du guide d'ondes électromagnétiques n'est pas purement une ondulation régulière, à cause de la présence de la zone de couplage avec le lien avec le système de transmission de données, les positions respectives desdites fentes alignées vis-à-vis des sommets de ladite courbe milieu sont respectées. Les barycentres respectifs desdites fentes coïncident préférentiellement avec les sommets de la courbe milieu de ladite face plane. Les barycentres respectifs desdites fentes peuvent cependant être décalés par rapport aux sommets de la courbe milieu de ladite face plane, de manière à ajuster la distance entre fentes de plusieurs guides d'ondes électromagnétiques juxtaposés dans le cadre d'une réalisation de réseau d'antennes comme notamment présenté ci-après en relation avec les Figs. 7 et 8, ce afin d'améliorer l'interaction électromagnétique des guides d'ondes électromagnétiques constituant le réseau d'antennes.

Les fentes alignées sont préférentiellement en forme de rectangles. Cela permet d'obtenir aisément une polarisation linéaire. Des fentes en forme de « H » peuvent aussi être utilisées pour obtenir aisément une polarisation circulaire. D'autres formes de fentes peuvent être utilisées pour adapter le diagramme de rayonnement aux besoins de l'application dans laquelle le guide d'ondes électromagnétiques est destiné à s'inscrire, notamment pour ajuster un dépointage du guide d'ondes électromagnétiques. Les fentes alignées sont toutefois préférentiellement identiques afin de faciliter la fabrication du guide d'ondes électromagnétiques.

La face du guide d'ondes électromagnétiques qui est parallèle à celle qui comporte lesdites fentes alignées ne comporte pas de telles fentes alignées, mais peut cependant présenter une fente de couplage permettant de coupler ladite antenne avec le lien avec le système de transmission de données.

La quantité de fentes alignées présentes dans le guide d'ondes électromagnétiques (et donc par voie de conséquence la quantité de sommets de la courbe milieu de la face plane vis-à-vis desquels sont positionnées lesdites fentes) et leur espacement permettent de définir la largeur du faisceau de rayonnement du guide d'ondes électromagnétiques dans ce que l'homme du métier appelle « plan H », i.e. le plan (x,z) selon le repère orthonormé (x,y,z) représenté sur la Fig. 1. Les fentes alignées sont préférentiellement espacées régulièrement, ce qui signifie que les sommets de la courbe milieu de la paroi étroite où sont localisées lesdites fentes sont aussi espacés régulièrement. En ayant une distance géométrique identique entre les fentes successives, un fonctionnement stable sur une plus large bande de fréquences peut être obtenu.

La forme générale de serpentin permet ainsi de réduire l'encombrement du guide d'ondes électromagnétiques par rapport à ce que l'encombrement serait si la forme du guide d'ondes électromagnétiques était parallélépipédique pour une largeur de faisceau de rayonnement du guide d'ondes électromagnétiques dans le plan H substantiellement identique. En effet, la forme de serpentin est définie de telle sorte que la distance crête-à-crête (amplitude selon un axe perpendiculaire au plan X) de la courbe milieu de ladite forme plane d'ondulation régulière permet une excitation en phase desdites fentes alignées. Cela permet de réduire l'espacement entre lesdites fentes alignées, tout en permettant cette excitation en phase sans provoquer d'apparition de lobes d'ambiguïté dans le diagramme de rayonnement dans le plan H, et ce, tout en maintenant une portion de guide entre fentes (en suivant la forme de serpentin) de longueur égale au moins à la longueur d'onde g dans le guide d'ondes électromagnétiques à la fréquence nominale de fonctionnement de l'antenne (e.g. 79 GHz) .

L'alignement desdites fentes tel que présenté ci-dessus permet d'atteindre un bas niveau de polarisation croisée quel que soit l'angle de rayonnement considéré, et une importante largeur du faisceau de rayonnement (au delà de cent cinquante degrés) dans ce que l'homme du métier appelle « plan E », i.e. le plan (y,z) selon le repère orthonormé (x,y,z) représenté sur la Fig. 1.

Le guide d'ondes électromagnétiques présenté sur la Fig. 1 comporte à une de ses extrémités 1 1 une forme de parallélépipède rectangle. S'ensuit, à partir du plan « X », une première partie de la forme d'ondulation régulière dont chacune desdites faces planes présente trois sommets d'un côté, où sont présentes des dites fentes alignées pour l'une desdites faces planes, et deux sommets de l'autre par rapport au plan X. Au niveau du barycentre de la troisième fente (en séquence) et selon un plan perpendiculaire au plan X, la première partie de la forme d'ondulation régulière s'arrête pour laisser place à un parallélépipède rectangle servant de zone de couplage avec le lien avec le système de transmission de données. Une fente est donc à cheval entre la première partie de la forme d'ondulation régulière et la zone de couplage. Ensuite, en respectant l'espacement constant prévu entre lesdites fentes, se trouve une autre fente, et une seconde partie de la forme d'ondulation régulière repart. Cette autre fente est donc à cheval entre la seconde partie de la forme d'ondulation régulière et la zone de couplage. Au niveau du barycentre de la quatrième fente (en séquence) et selon un plan perpendiculaire au plan X, la seconde partie de la forme d'ondulation régulière prend place. Le guide d'ondes électromagnétiques est symétrique selon un plan perpendiculaire au plan X, aussi perpendiculaire à la paroi du guide d'ondes électromagnétiques où se trouvent lesdites fentes alignées, et passant par le point milieu de la zone de couplage. Chacune desdites faces planes de la seconde partie de la forme d'ondulation régulière présente donc trois sommets d'un côté, où sont présentes des dites fentes alignées pour une desdites faces planes, et deux sommets de l'autre par rapport au plan X. S 'ensuite une forme de parallélépipède rectangle pour former l'autre extrémité 12 du guide d'ondes électromagnétiques.

On note que, sur tout le long du guide d'ondes électromagnétiques de la Fig. 1 , la forme générale de serpentin est de largeur constante égale à la valeur « b » déjà mentionnée. Les formes de parallélépipèdes rectangles qui se trouvent aux extrémités du guide d'ondes électromagnétiques permettent de conserver cette largeur constante le long du guide d'ondes électromagnétiques (égale à la valeur « b » déjà mentionnée) et d'assurer une distance égale à _g /2 entre l'axe d'alignement desdites fentes alignées et chaque extrémité du guide d'ondes électromagnétiques, afin de ne pas perturber le rayonnement par une onde retour ayant un déphasage non compatible.

Comme déjà mentionné, la transition entre le guide d'ondes électromagnétiques et le lien 30 avec le système de transmission de données s'effectue, selon un mode de réalisation particulier, au moyen d'une fente de couplage associée à un microruban posé sur un matériau diélectrique intercalé entre ladite fente de couplage et ledit microruban.

Le lien avec le système de transmission de données peut, selon un autre mode de réalisation particulier, être un câble coaxial, et la transition entre le guide d'ondes électromagnétiques et le câble coaxial peut être réalisée au moyen d'un dispositif de transition adapté disponible sur étagère. La zone de couplage est alors adaptée pour pouvoir monter le dispositif de transition, soit sur la face du guide d'ondes électromagnétiques opposée à celle où se trouvent lesdites fentes alignées - comme pour le microruban susmentionné -, soit sur une face du guide d'ondes électromagnétiques perpendiculaire à celle où se trouvent lesdites fentes alignées - comme montré sur la Fig. 2. On peut noter que, sur la Fig. 2, la première partie susmentionnée de la forme d'ondulation régulière et la seconde partie susmentionnée de la forme d'ondulation régulière sont plus longues pour permettre d'effectuer la transition sur une face du guide d'ondes électromagnétiques perpendiculaire à celle où se trouvent lesdites fentes alignées. Dans ce cas, ladite première partie de la forme d'ondulation régulière s'arrête au niveau du plan X, après le troisième sommet (en séquence) du côté de l'ondulation (par rapport au plan X) comportant lesdites fentes alignées. L'agencement présenté sur la Fig. 2 permet notamment d'effectuer aisément un couplage par transition intégrée à un boîtier de dispositif semi-conducteur de type eWLB (« embedded Wafer Level Bail Grid Array » en anglais). L'agencement présenté sur la Fig. 1 peut être aisément adapté pour permettre un couplage par transition intégrée à un boîtier de dispositif semi-conducteur de type eWLB. Le dispositif semi-conducteur est alors tout ou partie du système de transmission de données susmentionné.

Le lien avec le système de transmission de données peut, selon encore un autre mode de réalisation particulier, être une sonde coaxiale (aussi appelée « plongeur coaxial »), c'est-à-dire un câble coaxial dont l'âme pénètre à l'intérieur du guide d'ondes électromagnétiques afin de former une antenne excitatrice.

Le guide d'ondes électromagnétiques peut être réalisé comme une pièce métallique. Cependant, dans un mode de réalisation préférentiel, le guide d'ondes électromagnétiques est réalisé en creusant la forme générale de serpentin dans un matériau diélectrique, par exemple de type FR-4 (« Flame Résistant 4 » en anglais) tel qu'utilisé dans la fabrication des circuits imprimés (PCB ou « Printed Circuit Board » en anglais), puis en procédant à une opération de métallisation de la forme creusée, et en plaçant des capots métalliques ou métallisés de part et d'autre, comme détaillé ci- après en relation avec la Fig. 4. Une vue partielle en coupe de l'assemblage résultant est détaillée ci-après en relation avec la Fig. 3. Un de ces capots métalliques ou métallisés comporte alors les fentes alignées mentionnées ci-dessus.

Dans un exemple de réalisation, la forme générale de serpentin est semblable à celle déjà présentée en relation avec la Fig. 1, est creusée de manière traversante dans une plaque de matériau diélectrique de type FR-4 de 2,54 mm d'épaisseur (c'est-à-dire que la valeur « a » est égale à 2,54 mm). Les extrémités du guide d'ondes électromagnétiques sont court-circuitées, c'est-à-dire que lesdites extrémités sont reliées à la masse, et le guide d'ondes électromagnétiques est dimensionné pour une longueur d'onde _g égale à 5,72 mm. La valeur « b » de la largeur de la forme générale de serpentin est égale à 1,27 mm. Le guide d'ondes électromagnétiques présente six fentes alignées, comme sur la Fig. 1, qui sont de largeur 0,2 mm et de longueur 1,6 mm. Les barycentres de fentes successives parmi lesdites fentes alignées sont régulièrement espacés d'une distance égale à 0,9*λο=3,42 mm, où λο ^— 3,8 mm représente où λο est la longueur d'onde dans le vide. Les lignes externes de la forme d'ondulation régulière de la paroi où sont présentes lesdites fentes alignées sont des successions de courbes en formes de demi-cercles de diamètres respectivement égaux à 2,98 mm et à 0,44 mm. Comme détaillé par la suite, les capots sont réalisés grâce à des plaques de matériau diélectrique métallisé d'épaisseur égale à 0,13 mm, de constante diélectrique égale à 2,23 F. m ^"1 pour un matériau diélectrique de type stratifié RT/duroid (marque déposée) 5880 de Rogers Corporation pour la réalisation du capot comportant lesdites fentes alignées, et de constante diélectrique égale à 3 F. m ^"1 pour un matériau diélectrique de type TSM-DS3 de Taconic Advanced Dielectric Division pour la réalisation de l'autre capot. Les couches de métal résultant de la métallisation des matériaux diélectriques ont une épaisseur négligeable par rapport aux dimensions du guide d'ondes électromagnétiques.

Dans une variante de réalisation, la forme générale de serpentin est réalisée par perçage de trous, appelés « vias » (« via-holes » en anglais), rapprochés dans un matériau diélectrique de telle sorte que la distance entre « vias » est très inférieure à la longueur d'onde guidée afin de contenir d'éventuelles fuites (« leackage » en anglais) en dessous d'un certain seuil. Les trous percés délimitent la forme générale de serpentin régulier, les trous étant ensuite métallisés et l'ensemble étant ensuite recouvert de capots métalliques ou métallisés de part et d'autre. Un de ces capots métalliques ou métallisés comporte alors les fentes alignées mentionnées ci-dessus. Une telle technique de fabrication de guides d'onde à base de vias est connue de l'homme du métier sous l'acronyme SIW (« Substrate Integrated Waveguide » en anglais). Le guide d'ondes électromagnétiques est alors plein du matériau diélectrique, qui doit donc être adapté à la plage de fréquences de fonctionnement souhaitée du guide d'ondes électromagnétiques. Le taux de pertes lié au choix du matériau diélectrique, qui est représenté par un coefficient appelé « angle de perte » ou « tangente de perte », doit être défini en fonction des besoins de l'application à laquelle le guide d'ondes électromagnétiques est destiné, de sorte à ce que ledit guide d'ondes électromagnétiques avec les fentes associées puisse fournir le gain attendu dans la plage de fréquences de fonctionnement souhaitée du guide d'ondes électromagnétiques. Un matériau diélectrique de type FR-4, par exemple, n'est donc pas adapté à des applications hyperfréquences.

La zone de couplage avec le lien avec le système de transmission est préférentiellement située au milieu du guide d'ondes électromagnétiques, c'est-à-dire que, de part et d'autre de cette zone de couplage, la forme du guide d'ondes électromagnétiques est symétrique, comme cela est apparent sur les Figs. 1 et 2. Cela permet d'obtenir un rayonnement transversal (« broadside radiation » en anglais) sans inclinaison de faisceau (« beam tilt » en anglais) lorsque la fréquence varie dans la bande de fonctionnement du système (par exemple 77-81 GHz pour les radars de régulation de vitesse automobiles). Il est toutefois possible que la zone de couplage se trouve à l'une des extrémités 11, 12 du guide d'ondes électromagnétiques.

Comme déjà évoqué, la Fig. 3 illustre schématiquement une vue partielle en coupe d'un mode de réalisation d'un guide d'ondes électromagnétiques selon la présente invention. La forme générale de serpentin 32 est creusée dans une plaque de matériau diélectrique 31 d'épaisseur égale à la valeur « a » susmentionnée. La forme creusée 32 est recouverte d'une première couche métallique 34. Un premier capot réalisé dans un matériau diélectrique 35 et comportant une seconde couche métallique 36 referme la forme creusée 32 d'un côté. La seconde couche métallique 36 comporte lesdites fentes alignées 33, et est positionnée sur la plaque de matériau diélectrique 31 de sorte que les positions respectives desdites fentes alignées telles que précédemment définies soient respectées. Un second capot réalisé dans un matériau diélectrique 37 et comportant une troisième couche métallique 38 referme la forme creusée 32 de l'autre côté. Les premier et second capots sont disposés de sorte que les seconde 36 et troisième 38 couches métalliques sont en contact avec la première couche métallique 34. L'assemblage des premier et second capots avec la plaque de matériau diélectrique 31 est tel que la forme creusée 32 contient un gaz, préférentiellement de l'air. Un tel agencement de guide d'ondes électromagnétiques a l'avantage de pouvoir être produit à faible coût et d'avoir une masse réduite. Un tel agencement de guide d'ondes électromagnétiques peut être obtenu grâce au procédé de fabrication décrit ci-après en relation avec la Fig. 4.

Dans un mode de réalisation particulier, il est possible de diminuer la largeur du faisceau de rayonnement dans le plan E, en ajoutant des antennes planaires de part et d'autre de chacune desdites fentes alignées. Cet aspect est détaillé ci-dessous en relation avec la Fig. 9.

La Fig. 4 illustre schématiquement un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un guide d'ondes électromagnétiques selon la présente invention.

Le procédé de fabrication comporte une étape 41 d'obtention d'une plaque de matériau diélectrique, par exemple de type FR-4, d'épaisseur égale à la valeur « a » susmentionnée.

Le procédé de fabrication comporte ensuite une étape 42 de perçage, e.g. fraisage, de la plaque obtenue pour creuser la forme générale de serpentin.

Le procédé de fabrication comporte ensuite une étape 43 de métallisation par un processus chimique de la forme générale de serpentin creusée, de la même manière que le sont les circuits imprimés pour créer des pistes conductrices.

Le procédé de fabrication comporte ensuite une étape 44 de mise en place de premier et second capots, sous forme de plaques, de part et d'autre de la forme générale de serpentin creusée et métallisée. Les premier et second capots sont faits d'un matériau diélectrique recouvert d'une couche métallique obtenue de la même manière que le sont les pistes conductrices sur les circuits imprimés. La couche métallique sur l'un des capots laisse apparaître lesdites fentes alignées, et ledit capot est placé sur la forme générale de serpentin creusée et métallisée de sorte que les positions respectives desdites fentes alignées telles que précédemment définies soient respectées. Le matériau diélectrique utilisé pour réaliser le capot comportant lesdites fentes alignées est par exemple de type stratifié RT/duroid (marque déposée) 5880 de Rogers Corporation. L'autre capot peut comporter la fente de couplage susmentionnée. Le matériau diélectrique utilisé pour réaliser cet autre capot est par exemple de type TSM-DS3 de Taconic Advanced Dielectric Division. Lors de l'étape 44, les capots sont disposés de sorte que leurs couches métalliques respectives sont en contact avec la couche métallique de la forme générale de serpentin creusée. L'assemblage des capots avec la plaque de matériau diélectrique obtenue à l'étape 41 est tel que le guide d'ondes électromagnétiques ainsi formé contient un gaz, préférentiellement de l'air.

Dans un mode de réalisation particulier, pour éviter une déformation du guide d'ondes électromagnétiques à cause de la température et de la pression engendrée lors de la mise en œuvre du procédé de fabrication décrit ci-dessus en relation avec la Fig. 4, des trous sont pratiqués dans le premier capot et/ou dans le second capot, de sorte à éviter que de l'air soit totalement confiné à l'intérieur du guide d'ondes électromagnétiques. La taille de ces trous doit alors être telle que leur présence a une influence négligeable sur le faisceau de rayonnement du guide d'ondes électromagnétiques .

De plus, comme déjà évoqué, la forme générale de serpentin peut être obtenue par perçage de trous rapprochés, qui sont ensuite métallisés. La mise en place des premier et second capots est alors telle leurs couches métalliques respectives sont en contact avec lesdits trous métallisés.

Le procédé de fabrication décrit ci-dessus en relation avec la Fig. 4 peut être mis en œuvre pour réaliser une pluralité de guides d'ondes électromagnétiques sur une même plaque de matériau diélectrique afin de former un réseau d'antennes (« antenna array » en anglais). De la même manière que précédemment, deux capots sous forme de plaques de matériau diélectrique sont utilisés pour finaliser l'ensemble des guides d'ondes électromagnétiques.

Un exemple schématique de réalisation est présenté en relation avec la Fig. 5.

Seule la plaque 50 de matériau diélectrique dans laquelle des formes générales de serpentin 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 est représentée (lesdits capots étant omis). Le réseau d'antennes est ainsi constitué de huit guides d'ondes électromagnétiques identiques alignés à intervalle régulier (par exemple égal à 1,3*λο) selon un axe perpendiculaire au plan X de chaque dit guide d'ondes électromagnétiques, de telles sorte que les alignements des fentes respectives desdits guides d'ondes électromagnétiques sont parallèles. Le positionnement des guides d'ondes électromagnétiques est tel que l'on passe de la position de l'un des guides d'ondes électromagnétiques à la position d'un autre des guides d'ondes électromagnétiques par translation. On observe donc deux alignements de fentes, l'un au sein de chaque guide d'ondes électromagnétiques, et l'autre d'un guide d'ondes électromagnétiques à l'autre. Chaque guide d'ondes électromagnétiques du réseau d'antennes disposant d'une importante largeur du faisceau de rayonnement dans ce que l'homme du métier appelle le plan E, la variation de gain du réseau d'antennes pour différentes valeurs d'inclinaison de faisceau (« beam tilt » en anglais), e.g. de 0 à 60 degrés, est limitée. Cette variation de gain est limitée à 2 dB pour les valeurs illustratives précédemment mentionnées. Un tel agencement est ainsi particulièrement intéressant pour réaliser un réseau d'antennes à balayage de faisceau de rayonnement. Dans ce cas, le réseau d'antennes est tel que la phase du signal d'excitation entre ces guides d'ondes électromagnétiques identiques alignés est variable, ce qui a pour impact de faire s'incliner le faisceau de rayonnement.

Un autre exemple schématique de réalisation est présenté en relation avec la Fig. 6. Seule la plaque 60 de matériau diélectrique dans laquelle des formes générales de serpentin 61, 62, 63 est représentée (lesdits capots étant omis). Le réseau d'antennes est ainsi constitué de trois guides d'ondes électromagnétiques identiques alignés à intervalle régulier (par exemple égal à 0,7*λο) selon un axe perpendiculaire au plan X de chaque dit guide d'ondes électromagnétiques. Le positionnement des guides d'ondes électromagnétiques est tel que l'on passe de la position de l'un des guides d'ondes électromagnétiques à la position d'un autre des guides d'ondes électromagnétiques par translation. On observe donc deux alignements de fentes, l'un au sein de chaque guide d'ondes électromagnétiques, et l'autre d'un guide d'ondes électromagnétiques à l'autre. Un tel agencement est ainsi particulièrement intéressant pour réaliser un réseau d'antennes d'émission de signaux, en couplant lesdits guides d'ondes électromagnétiques à un diviseur de puissance.

De plus, sur la base de l'agencement de la Fig. 6, il est possible de constituer un réseau d'antennes dans lequel un seul guide d'ondes électromagnétiques est directement alimenté, alors que deux autres guides d'ondes électromagnétiques de part et d'autre sont excités par couplage électromagnétique. Cet aspect est détaillé ci-après en relation avec la Fig. 8.

Encore un autre exemple schématique de réalisation est présenté en relation avec la Fig. 7. Seule la plaque 70 de matériau diélectrique dans laquelle des formes générales de serpentin régulier 71, 72 est représentée (lesdits capots étant omis). Le réseau d'antennes est ainsi, de manière illustrative, constitué de deux guides d'ondes électromagnétiques identiques. De manière à rapprocher les alignements de fentes des deux guides d'ondes électromagnétiques (par exemple à une distance de 0,35 *λο), le positionnement des guides d'ondes électromagnétiques est tel que l'on passe de la position de l'un des guides d'ondes électromagnétiques à la position de l'autre des guides d'ondes électromagnétiques par rotation de 180° et translation. De plus, contrairement aux exemples des Figs. 5 et 6, les guides d'ondes électromagnétiques ne sont pas alignés selon un axe perpendiculaire au plan X de chaque dit guide d'ondes électromagnétiques. Cela permet de contrôler l'ouverture du diagramme de rayonnement, en permettant de rapprocher plus les fentes que dans les cas des Figs. 5 et 6. Un tel agencement est ainsi particulièrement intéressant pour réaliser un réseau d'antennes d'émission de signaux, en couplant lesdits guides d'ondes électromagnétiques à un coupleur hybride à 3 dB avec une différence de phase de 90 degrés afin d'obtenir des faisceaux dépointés dans ledit plan E.

Encore un autre exemple schématique de réalisation est présenté en relation avec la Fig. 8. La Fig. 8 illustre schématiquement une vue partielle en coupe d'un mode de réalisation d'une pluralité de guides d'ondes électromagnétiques sur une même plaque de matériau diélectrique afin de former un réseau d'antennes. Trois guides d'ondes électromagnétiques sont réalisés dans la même plaque de matériau diélectrique, comme déjà représenté sur la Fig. 6. Ces guides d'ondes électromagnétiques ne sont cependant pas strictement identiques. Une première différence entre ces guides d'ondes électromagnétiques réside en ce que, bien que ces guides d'ondes électromagnétiques aient la même géométrie dans le plan (x,y) du repère orthonormé (x,y,z) représenté sur la Fig. 1, lesdits guides d'ondes électromagnétiques ne présentent pas la même épaisseur (ou hauteur). En d'autres termes, en reprenant les notations de la Fig. 1 , lesdits guides d'ondes électromagnétiques présentent les mêmes valeurs « b », « c », et « d », mais les deux guides d'ondes électromagnétiques extérieurs présentent des valeurs « a » identiques entre elles mais différentes de la valeur « a » du guide d'ondes électromagnétiques central. Notons par la suite « p » la hauteur des deux guides d'ondes électromagnétiques extérieurs, la notation « a » étant alors réservée à l'épaisseur (ou hauteur) du guide d'ondes électromagnétiques central. On a alors p < a, la valeur « p » étant ajustée par rapport à la valeur « a » pour dimensionner le rayonnement dans le plan E, afin de contrôler la phase de couplage entre le guide d'ondes électromagnétiques central (excité directement) et les guides d'ondes électromagnétiques extérieurs (excités par couplage).

Cette différence dimensionnelle est montrée sur la vue en coupe de la Fig. 8. Les formes générales de serpentin 82b, 82c des guides d'ondes électromagnétiques extérieurs sont creusées dans une première plaque de matériau diélectrique 81a d'épaisseur égale à la valeur « p » susmentionnée. La première plaque de matériau diélectrique 81a est couverte d'une seconde plaque de matériau diélectrique 81b d'épaisseur égale à la différence entre la valeur « a » susmentionnée et la valeur « p » susmentionnée. La forme générale de serpentin régulier 82a du guide d'ondes électromagnétiques central est creusée dans l'assemblage formé par la première plaque de matériau diélectrique 81a recouverte par la seconde plaque de matériau diélectrique 81b, ledit assemblage ayant alors une épaisseur égale à la valeur « a » susmentionnée. Les formes creusées 82a, 82b, 82c sont recouvertes d'une première couche métallique 84. Un premier capot réalisé dans un matériau diélectrique 85 et comportant une seconde couche métallique 86 referme la forme creusée 82a d'un côté, et finit de refermer les formes creusées 82b, 82c. La seconde couche métallique 86 comporte lesdites fentes alignées 83 pour les trois guides d'ondes électromagnétiques, et est positionnée sur la première plaque de matériau diélectrique 81a de sorte que les positions respectives desdites fentes alignées telles que précédemment définies soient respectées. Un second capot réalisé dans un matériau diélectrique 87 et comportant une troisième couche métallique 88 referme la forme creusée 82a de l'autre côté. Les premier et second capots sont disposés de sorte que les seconde 86 et troisième 88 couches métalliques sont en contact avec la première couche métallique 84 pour former le guide d'ondes électromagnétiques central. L'assemblage des premier et second capots avec les première 81a et seconde 81b plaques de matériau diélectrique est tel que les formes creusées 82a, 82b, 82c contiennent un gaz, préférentiellement de l'air.

Une seconde différence entre ces guides d'ondes électromagnétiques réside en ce que seul le guide d'ondes électromagnétiques central est directement alimenté, alors que les deux guides d'ondes électromagnétiques extérieurs sont excités par couplage électromagnétique. En d'autres termes, seul le guide d'ondes électromagnétiques central dispose de la zone de couplage susmentionnée. Le rayonnement des fentes alignées du guide d'ondes électromagnétiques central entraîne alors qu'un couplage sans contact s'établit avec les fentes des guides d'ondes électromagnétiques extérieurs de sorte que les fentes des guides d'ondes électromagnétiques extérieurs se mettent aussi à rayonner. Les guides d'ondes électromagnétiques extérieurs sont tous deux séparés du guide d'onde électromagnétique central d'une distance adaptée pour permettre un tel couplage électromagnétique. La forme du faisceau de rayonnement dans le plan E dépend de la distance entre les fentes entre guides et de l'épaisseur (ou hauteur) des guides d'ondes électromagnétiques extérieurs, i.e. de la valeur « p ».

La Fig. 9 illustre schématiquement un mode de réalisation particulier d'un guide d'ondes électromagnétiques selon la présente invention. Le guide d'ondes électromagnétiques est réalisé comme déjà décrit en relation avec la Fig. 3. Le premier capot réalisé dans un matériau diélectrique 35 dispose sur une de ses faces de la couche métallique 36 qui permet de refermer la forme creusée 32 du côté où sont disposées lesdites fentes alignées. Il est alors possible d'utiliser la face opposée du premier capot 35 pour imprimer de part et d'autre de chaque fente des antennes planaires (« patch antennas » en anglais), comme représenté sur la Fig. 9. Les antennes planaires se retrouvent ainsi dans le plan (x,y) du repère orthonormé (x,y,z) représenté sur la Fig. 1. Un tel agencement permet de réduire la largeur du faisceau de rayonnement du guide d'ondes électromagnétiques dans le plan E grâce à l'adjonction d'éléments rayonnants.

L'agencement présenté à la Fig. 9 peut être aussi implémenté lorsque la forme générale de serpentin est réalisée par perçage de vias rapprochés dans un matériau diélectrique grâce à la technologie de fabrication SIW.

L'agencement présenté à la Fig. 9 peut être aussi implémenté pour chaque guide d'ondes électromagnétiques d'un réseau d'antennes créé à partir d'une pluralité de guides d'ondes électromagnétiques en forme de serpentins dans une même plaque de matériau diélectrique, comme présenté ci-dessus en relation avec les Figs. 5 à 8.