FR2736160A1 - Dispositif anti-detection pour antenne radar - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un dispositif, disposé devant une antenne, permettant d'une part de diminuer la possibilité de la détection de l'antenne par minimisation de la surface équivalente radar de l'antenne sans que soit perturbé substantiellement le rayonnement de l'antenne et, d'autre part, de protéger l'antenne contre les effets de brouillage à l'extérieur de la bande de fonctionnement de l'antenne. Selon un mode de réalisation, ce dispositif est constitué par trois éléments distincts: un cône (4) d'angle au sommet alpha1 , un tronc de cône (5) raccordé à la base du cône, d'angle au sommet alpha2 , et un deuxième tronc de cône (6), raccordé à la base du premier et d'angle au sommet alpha3 . Un tel dispositif peut former un radôme ou un sous-radôme pour une antenne aéroportée.

Description

DISPOSITIF ANTI-DETaCTION
POUR ANTENNE RADAR
La présente invention a pour objet un dispositif permettant de diminuer substantiellement la possibilité de détection d'une antenne radar par un autre radar.

On sait qu'une antenne constitue, notamment lorsqu'elle est aéroportée, une cible particulièrement visible et détectable, par exemple par les radars ennemis. Pour résoudre ce problème, on tente de miniaturiser et profiler l'antenne, de façon qu'elle soit la moins perceptible possible, en réduisant sa surface apparente ou "surface équivalente radar".

On sait par ailleurs que le fonctionnement des radars peut, dans certaines conditions, être profondément affecté par des phénomènes de brouillage naturels et surtout artificiels, par exemple par l'envoi sur l'antenne d'un ou plusieurs faisceaux de brouillage qui aveuglent le radar.

Pour éviter ou réduire les effets de brouillage, on connaît divers procédés et moyens, tel en particulier celui décrit dans la demande de brevet français nO 83.07580 déposée le 6 Mai 1983. Dans cette demande sont décrits des moyens de filtrage actif à deux états, l'un totalement réfléchissant et l'autre transparent uniquement dans la bande de fréquence du radar.

La présente invention a pour objet un dispositif, disposé devant l'antenne, permettant de
- minimiser la surface équivalente radar de l'antenne qu'il protège et, par là même, de diminuer la possibilité de la détecter, sans perturber substantiellement le rayonnement de l'antenne
- simultanément, de protéger l'antenne contre les effets de brouillage dans des gammes de fréquence extérieures à la bande de fonctionnement de l'antenne.

Plus précisément, le dispositif selon l'invention comporte des moyens formant filtre de bande, adaptés dans la bande de fréquence de fonctionnement de l'antenne, ces moyens étant disposés autour de l'antenne selon une surface dont la forme est intermédiaire entre le cône et la demi-sphère, surface formée de facettes juxtaposées.

D'autres objets, particularités et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les dessins annexés, qui représentent
- la figure 1, une vue schématique et fractionnaire d'un mode de réalisation des moyens de filtrage utilisés dans le dispositif selon l'invention;
- la figure 2, un diagramme illustrant le fonctionnement du dispositif de la figure précédente
- la figure 3, une vue en coupe d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention;
- la figure 4, une vue en perspective d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention;
- la figure 5, un schéma montrant la surface développée du dispositif selon l'invention;
- la figure 6, un exemple d'application du dispositif selon l'invention à la protection d'une antenne aéroportée.

Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments.

La figure 1 représente donc un mode de réalisation des moyens de filtrage utilisés dans le dispositif selon l'invention.

Ces moyens sont constitués par un réseau, formé de deux plans électriquement conducteurs 1 et 2 à fentes, sensiblement parallèles, séparés par une structure électriquement isolante 3. Les plans conducteurs 1 et 2 sont constitués chacun par exemple par une feuille 11 de matériau diélectrique, métallisée sur l'une de ses faces. Ces deux plans 1 et 2 sont maintenus à une distance prédéfinie l'un de l'autre à l'aide de la structure isolante 3, qui est par exemple du type mousse à faible densité ou nids d'abeille. La distance séparant les plans 1 et 2 est de préférence de l'ordre du quart de la longueur d'onde moyenne d'utilisation de l'antenne.

Chacun des plans conducteurs porte, comme il est visible sur la figure pour le plan 1, des fentes F formant de préférence une courbe fermée et admettant de préférence deux axes de symétrie orthogonaux dans le plan 1, afin de présenter un comportement indépendant de la polarisation de l'onde incidente. Les fentes F sont par exemple en forme d'anneaux et sont représentées pour simplifier sur la figure 1 par un trait unique. La surface 13 contenue à l'intérieur des anneaux F est de la sorte également conductrice. Les fentes peuvent affecter d'autres formes, carrée par exemple. Les fentes sont sensiblement identiques. Elles sont par exemple disposées en lignes et colonnes obliques, de sorte à occuper les sommets de triangle équilatéraux.Le périmètre moyen de chaque fente est fonction de la fréquence de fonctionnement de l'antenne et la largeur de chaque fente est déterminée en fonction de la bande passante
F2 - F1 recherchée, pour un pas des fentes donné.

De la sorte, le périmètre des fentes, leur largeur et l'épaisseur du réseau ainsi constitué, notamment, sont déterminés pour que celui-ci soit adapté dans la bande de fréquence
F2 - F1 de fonctionnement de l'antenne, le réseau étant alors sensiblement transparent au rayonnement dont la fréquence se situe dans cette bande.

La figure 2 est un schéma illustrant le fonctionnement d'un réseau tel que celui de la figure 1.

Sur ce schéma, on a représenté la variation du coefficient de transmission T du réseau en fonction de la fréquence F de l'onde qui le traverse.

Il apparaît que, pour une bande de fréquence F2
F1, qui est la bande de fréquence de fonctionnement de l'antenne, le coefficient de transmission est supérieur à 0,95, c 'est-à-dire que 95% de l'énergie émise ou reçue traverse le radôme sans déformation notable. Hors de cette bande de fréquence, le réseau ntest plus adapté et le coefficient de transmission T diminue rapidement pour tendre vers zéro. C'est ainsi que, au sens de la présente invention, le réseau forme filtre de bande. En outre, ce fonctionnement se vérifie quelle que soit la direction de la polarisation de l'onde, du fait de la symétrie du réseau utilisé.

La figure 3 représente, schématiquement et vu en coupe, un mode de réalisation du dispositif selon l'invention.

Le dispositif est formé d'une pluralité d'éléments distincts, trois dans ce mode de réalisation : tout d'abord, un cône 4 d'angle au sommet tx 1 et de base 40, ensuite un tronc de cône 5 venant se raccorder à la base 40 du cône 4, d'angle au sommet cs2 et de base 50, et enfin un tronc de cône 6 venant se raccorder à la base 50 du tronc de cône 5 et d'angle au sommet a3. Ces trois éléments ont même axe XX, qui est de préférence l'axe de l'antenne qu'ils recouvrent et dont l'ouverture est par exemple placée dans le plan de base 60 du tronc de cône 6. De la sorte, le dispositif ferme sensiblement le demi-espace situé devant l'antenne. Les longueurs des côtés des trois éléments 4, 5 et 6 sont repérées respectivement L1,
L2 et L3. Chacun des éléments 4, 5 et 6 est réalisé par exemple comme illustré sur la figure 1, chacun des plans 1 et 2 affectant alors la forme d'un cône ou d'un tronc de cône.

La figure 4 représente le mode de réalisation de la figure 3 vu en perspective, où l'on retrouve les éléments 4, 5 et 6 d'axe commun XX.

Dans une variante de réalisation, non représentée, chacun des éléments 4, 5 ou 6 comporte à son tour des facettes, c'est-à-dire que les bases 40, 50 et 60 de ces éléments ne sont plus des cercles mais des polygones.

Dans un autre mode de réalisation, également non représenté, le dispositif selon l'invention comporte un cône et (n-1) troncs de cônes de même axe, raccordés entre eux, le nombre n étant supérieur à 3.

Il apparaît ainsi que le dispositif selon l'invention est constitué de moyens de filtrage adaptés dans la bande de fréquence de l'antenne, disposés devant l'antenne selon une surface formée de facettes et dont la forme est intermédiaire entre le cône et la demi-sphère.

Une telle forme permet d'obtenir un faible niveau de rayonnement parasite, tout en présentant une faible surface équivalente radar, notamment au voisinage de l'axe.

Les études et expériences de la Déposante ont montré que le rayonnement parasite visé ci-dessus est lié au fait que le dispositif selon l'invention voit son adaptation diminuer fortement lorsque l'angle d'incidence du rayonnement hyperfréquence qui le traverse augmente. Or un rayonnement de faible incidence sur l'antenne (par rapport à la normale à celle-ci) se présente sous forte incidence sur le dispositif de protection si celui-ci est conique. Les réflexions sont alors importantes et perturbent le rayonnement incident, ce qui se traduit par des lobes parasites dits de réflexion dans le diagramme de rayonnement de l'antenne.Une forme complexe, comme celle qui est représentée figure 3, permet de diminuer l'angle d'incidence du rayonnement sur le dispositif dans la gamme des incidences usuelles du rayonnement sur l'antenne, en permettant d'avoir un angle oi, puis un angle 2' de valeurs plus élevées que celles du cône correspondant. Les études de la Déposante ont montré également qu'une valeur trop élevée de l'angle a1 dégrade (augmente) la surface équivalente radar.

Par ailleurs, les longueurs L1, L2 et L3 ne sont pas obligatoirement égales. Elles sont de préférence croissantes lorsqu'on s'éloigne de l'axe XX (L1 < L2 < L3), permettant ainsi de repousser, dans le diagramme de rayonnement de l'antenne munie du dispositif selon l'invention, les lobes parasites les plus importants vers les incidences élevées.

En outre, les différents éléments (4, 5, 6 sur la figure 3) constituant le dispositif selon l'invention peuvent présenter des géométries un peu différentes, notamment en ce qui concerne la distance entre les plans 1 et 2 (figure 1), de sorte à réaliser l'adaptation du dispositif par zone d'incidence.

La figure 5 illustre la surface développée du dispositif selon l'invention dans le mode de réalisation de la figure 4.

Il apparaît que chacun des trois éléments 4, 5 et 6 sont des surfaces développables.

Chacun d'entre eux est donc fabriqué et découpé à plat selon la structure décrite figure 1 puis ils sont associés entre eux par collage et/ou soudure.

Le coût de fabrication est de ce fait faible ; il l'est tout particulièrement par rapport à un radôme classique lorsqu'on désire minimiser les pertes : en effet, cela oblige à utiliser un matériau (verre téflon en général) qui est très difficile à conformer d'une seule pièce et donc très coûteux.

La figure 6 illustre un exemple d'application du dispositif selon l'invention à la protection d'une antenne aéroportée.

Sur cette figure, on a représenté une antenne 50, par exemple une antenne plate à balayage électronique, recouverte par le dispositif selon l'invention, globalement repéré 51 et formant un sous-radôme. L'ensemble 50 et 51 est enfermé par exemple dans la pointe avant d'un avion formant un radôme 52.

L'antenne 50 et son sous-radôme 51 sont par exemple mobiles comme illustré sur la figure 5, où l'axe XX de l'antenne fait un angle avec l'axe YY de l'avion.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Dispositif antidétection destiné à être disposé devant une antenne, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens formant filtre de bande, adaptés dans la bande de fréquence de l'antenne, ces moyens étant disposés de façon à sensiblement fermer le demi-espace situé devant l'antenne, selon une surface formée de facettes juxtaposées et dont la forme est intermédiaire entre le cône et la demi-sphère.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface est formée de n-1 troncs de cône (5, 6) et d'un cône (4), de même axe (XX), raccordés entre eux.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le nombre n est égal à trois.

4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que la longueur (L1, L2, L3) des côtés du cône et des troncs de cône est croissante en s'éloignant de leur axe commun.

5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens formant filtre comportent deux plans conducteurs (1, 2) sensiblement parallèles, des fentes (F) étant ménagées sur chacun des plans conducteurs, la géométrie de l'ensemble plans et fentes étant telle que les moyens soient sensiblement adaptés, donc transparents, dans la bande de fréquence de fonctionnement de l'antenne.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les fentes (F) forment une courbe fermée.

7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait que la géométrie des fentes (F) admet deux axes de symétrie orthogonaux situés dans le plan conducteur.

8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que les fentes (F) sont en forme d'anneaux.