FR3151432A1

FR3151432A1 - POLARIZING CELL, TRANSMITTER NETWORK AND RADIO TRANSMITTING AND RECEIVING ANTENNAS

Info

Publication number: FR3151432A1
Application number: FR2307788A
Authority: FR
Inventors: Alessandro DE OLIVEIRA CABRAL JUNIOR; André BARKA; Hamza KAOUACH
Original assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Current assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Priority date: 2023-07-20
Filing date: 2023-07-20
Publication date: 2025-01-24
Also published as: WO2025016823A1

Abstract

Une cellule polarisante (C) est adaptée pour recevoir un rayonnement incident sur un premier côté de la cellule, et pour produire, à partir du rayonnement incident, sur un second côté de la cellule opposé au premier côté, un rayonnement de réémission qui possède une polarisation circulaire. Une telle cellule peut être utilisée dans un réseau transmetteur, notamment pour entrer dans la constitution d’une antenne d’émission radio ou d’une antenne de réception radio. Une fonction de formation de faisceau peut être réalisée simplement et sans provoquer de pertes énergétiques, en adaptant des orientations d’un motif de plaquettes métalliques qui génère la polarisation circulaire.Figure d’abrégé : Figure 1 A polarizing cell (C) is adapted to receive incident radiation on a first side of the cell, and to produce, from the incident radiation, on a second side of the cell opposite the first side, re-emission radiation which has circular polarization. Such a cell can be used in a transmitter network, in particular to form part of a radio transmitting antenna or a radio receiving antenna. A beamforming function can be achieved simply and without causing energy losses, by adapting orientations of a pattern of metal plates which generates the circular polarization.Abstract figure: Figure 1

Description

POLARIZING CELL, TRANSMITTER NETWORK AND RADIO TRANSMITTING AND RECEIVING ANTENNAS

La présente description concerne une cellule polarisante, un réseau transmetteur et des antennes d’émission et de réception radio.This description relates to a polarizing cell, a transmitter network and radio transmitting and receiving antennas.

Les réseaux transmetteurs, couramment appelés «transmit-arrays», sont des composants de plus en plus envisagés ou utilisés pour réaliser des antennes radio efficaces pour des valeurs de longueur d’onde de rayonnement électromagnétique de l’ordre de plusieurs millimètres. Les bandes de communication radio X et Ka sont particulièrement visées avec cette nouvelle technologie d’antenne. En effet, les réseaux transmetteurs permettent de fournir des antennes radio à fort gain et à des prix de revient qui sont beaucoup plus bas que ceux des antennes-réseaux, car ces dernières sont constituées chacune par de multiples sources de rayonnement qui sont déphasées entre elles, à la place d’une seule source de rayonnement pour chaque antenne radio à réseau transmetteur.Transmit arrays are components that are increasingly being considered or used to produce efficient radio antennas for electromagnetic radiation wavelengths of the order of several millimeters. The X and Ka radio communication bands are particularly targeted with this new antenna technology. Indeed, transmit arrays make it possible to provide high-gain radio antennas at costs that are much lower than those of array antennas, because the latter are each made up of multiple radiation sources that are out of phase with each other, instead of a single radiation source for each radio antenna with a transmit array.

L’article intitulé “Hybrid Numerical Methodology for Efficient Design and Optimization of Transmit-Array Antennas, X-Band Application” de J. Pages-Mounic et al., IEEE Access, 2021, Vol. 9, pp. 148302-148314, DOI 10.1109/ACCESS.2021.3124287, décrit un réseau transmetteur capable de transformer un rayonnement qui est issu d’une source avec une polarisation linéaire en un faisceau de réémission qui est aussi polarisé linéairement, mais avec une direction de polarisation linéaire qui est orthogonale. Ce réseau transmetteur est constitué de cellules juxtaposées qui sont capables chacune d’absorber en entrée une partie du rayonnement polarisé linéairement qui est produit par la source, et capables de réémettre du rayonnement qui est aussi polarisé linéairement mais dont la direction de polarisation de réémission peut être changée simplement en modifiant une orientation d’une partie ré-émettrice de chaque cellule.The article “Hybrid Numerical Methodology for Efficient Design and Optimization of Transmit-Array Antennas, X-Band Application” by J. Pages-Mounic et al., IEEE Access, 2021, Vol. 9, pp. 148302-148314, DOI 10.1109/ACCESS.2021.3124287, describes a transmitting array capable of transforming radiation that comes from a source with linear polarization into a re-emission beam that is also linearly polarized, but with a linear polarization direction that is orthogonal. This transmitter network is made up of juxtaposed cells which are each capable of absorbing at the input a part of the linearly polarized radiation which is produced by the source, and capable of re-emitting radiation which is also linearly polarized but whose direction of re-emission polarization can be changed simply by modifying an orientation of a re-emitting part of each cell.

Mais pour obtenir une efficacité de communication élevée entre une antenne d’émission radio à rayonnement transmis qui est polarisé linéairement et une antenne de réception radio adaptée pour recevoir du rayonnement qui est aussi polarisé linéairement, il est nécessaire que les directions de polarisation des deux antennes soient identiques ou sensiblement identiques. Autrement dit, une étape d’alignement angulaire des deux antennes radio l’une par rapport à l’autre autour de la direction de transmission est nécessaire, ce qui peut être particulièrement pénalisant ou difficile à réaliser dans certaines circonstances, par exemple lorsqu’il s’agit de communications satellitaires. L’utilisation d’antennes radio à faisceaux de rayonnement qui sont polarisés circulairement supprime cette difficulté.But to achieve high communication efficiency between a radio transmitting antenna with transmitted radiation that is linearly polarized and a radio receiving antenna adapted to receive radiation that is also linearly polarized, it is necessary that the polarization directions of the two antennas are identical or substantially identical. In other words, a step of angular alignment of the two radio antennas relative to each other about the transmission direction is necessary, which can be particularly penalizing or difficult to achieve in certain circumstances, for example when it comes to satellite communications. The use of radio antennas with radiation beams that are circularly polarized eliminates this difficulty.

De plus, la conception de réseau transmetteur qui est décrite dans l’article précité de J. Pages-Mounic ne permet de réaliser une fonction de formation de faisceau qu’en tournant de 180° (degré) certains des motifs de cellules, ce qui limite la finesse de réalisation de cette fonction de formation de faisceau. Des rotations variables des motifs de cellules, selon des angles qui sont différents de 180°, dans un réseau transmetteur tel que décrit dans cet article, permettent de produire des compensations de phase, mais le rayonnement de réémission résultant possède une polarisation circulaire avec une efficacité qui est faible, et avec un taux d’ellipticité qui n’est pas maîtrisé.Furthermore, the transmitter array design described in the aforementioned article by J. Pages-Mounic only allows a beamforming function to be achieved by rotating some of the cell patterns by 180° (degrees), which limits the finesse with which this beamforming function can be achieved. Variable rotations of the cell patterns, by angles that are different from 180°, in a transmitter array as described in this article, allow phase compensations to be produced, but the resulting re-emission radiation has a circular polarization with an efficiency that is low, and with an ellipticity rate that is not controlled.

Enfin, la plupart des sources de rayonnement qui sont utilisées pour des antennes radio à réseaux transmetteurs produisent des rayonnements qui sont polarisés linéairement. C’est le cas notamment des antennes à cornet, ou «horn antennas» en anglais.Finally, most radiation sources that are used for radio antennas with transmitting arrays produce radiation that is linearly polarized. This is particularly the case for horn antennas.

Technical problem

A partir de cette situation, un but de la présente invention est de proposer un nouveau réseau transmetteur qui soit capable de réémettre du rayonnement électromagnétique avec une polarisation circulaire.From this situation, an aim of the present invention is to propose a new transmitter network which is capable of re-emitting electromagnetic radiation with circular polarization.

Plus précisément, l’invention a pour but que le rayonnement électromagnétique qui est réémis par le réseau transmetteur possède un taux d’ellipticité qui soit faible ou le plus faible possible, c’est-à-dire que ce rayonnement réémis possède une polarisation circulaire déterminée, droite ou gauche, avec un niveau de puissance dans l’autre polarisation circulaire qui soit faible ou le plus faible possible.More specifically, the invention aims to ensure that the electromagnetic radiation which is re-emitted by the transmitting network has an ellipticity rate which is low or as low as possible, that is to say that this re-emitted radiation has a determined circular polarization, right or left, with a power level in the other circular polarization which is low or as low as possible.

Ce but est recherché tout particulièrement lorsqu’un rayonnement incident qui est polarisé linéairement est utilisé.This goal is particularly sought when incident radiation that is linearly polarized is used.

Un autre but de l’invention est que le réseau transmetteur procure à une antenne d’émission radio qui l’incorpore une faible divergence de faisceau, ou la plus faible possible, pour le rayonnement qui est réémis avec la polarisation circulaire. Autrement dit, une conception de réseau transmetteur est recherchée, qui permette de réaliser la fonction de formation de faisceau avec un niveau de finesse accru.Another object of the invention is that the transmitting array provides a radio transmitting antenna incorporating it with a low beam divergence, or the lowest possible, for the radiation that is re-emitted with circular polarization. In other words, a transmitting array design is sought that allows the beamforming function to be performed with an increased level of finesse.

Pour atteindre l’un au moins de ces buts ou un autre, un premier aspect de l’invention propose une nouvelle cellule polarisante qui est adaptée pour recevoir un rayonnement incident sur un premier côté de la cellule lors d’une utilisation de celle-ci, et pour produire, à partir du rayonnement incident, un rayonnement de réémission sur un second côté de la cellule opposé au premier côté, la cellule comprenant au moins :
- une portion d’un film métallique, qui est destinée à constituer un plan de masse pour la cellule lors de l’utilisation de cette cellule, et qui est munie d’un trou ;
- une première plaquette («patch» en anglais) métallique, qui est située au premier côté de la cellule par rapport à la portion de film métallique, qui est parallèle à cette portion de film métallique et isolée électriquement de cette dernière, et qui est destinée à absorber au moins partiellement le rayonnement incident pendant l’utilisation de la cellule ;
- une seconde plaquette métallique, qui est située au second côté de la cellule par rapport à la portion de film métallique, qui est parallèle à cette portion de film métallique et isolée électriquement de cette dernière, et qui est destinée produire le rayonnement de réémission pendant l’utilisation de la cellule ; et
- une connexion électrique, qui relie la première plaquette métallique à la seconde plaquette métallique en traversant la portion de film métallique par le trou, tout en étant isolée électriquement par rapport à cette portion de film métallique.To achieve at least one of these aims or another, a first aspect of the invention provides a novel polarizing cell which is adapted to receive incident radiation on a first side of the cell during use thereof, and to produce, from the incident radiation, re-emission radiation on a second side of the cell opposite the first side, the cell comprising at least:
- a portion of a metal film, which is intended to constitute a ground plane for the cell when using this cell, and which is provided with a hole;
- a first metal plate ("patch" in English), which is located on the first side of the cell relative to the portion of metal film, which is parallel to this portion of metal film and electrically insulated from the latter, and which is intended to absorb at least partially the incident radiation during use of the cell;
- a second metal plate, which is located on the second side of the cell relative to the portion of metal film, which is parallel to this portion of metal film and electrically insulated from the latter, and which is intended to produce the re-emission radiation during use of the cell; and
- an electrical connection, which connects the first metal plate to the second metal plate by passing through the portion of metal film through the hole, while being electrically insulated with respect to this portion of metal film.

Selon l’invention, la seconde plaquette métallique possède un motif qui comprend les parties suivantes de seconde plaquette métallique :
- une portion périphérique, qui est comprise entre un bord externe et un bord interne circulaire, le bord interne circulaire délimitant une zone interne de motif de la seconde plaquette métallique, et la connexion électrique aboutissant au niveau d’un centre du bord interne circulaire ; et
- un premier segment d’alimentation, qui relie radialement le bord interne circulaire à la connexion électrique, dans la zone interne de motif,
le motif de la seconde plaquette métallique comprenant en outre les autres parties suivantes de seconde plaquette métallique, qui sont aussi dans la zone interne de motif :
- un second segment d’alimentation, qui aboutit radialement au bord interne circulaire en formant un angle compris entre 80° (degré) et 100° avec le premier segment d’alimentation, l’angle étant mesuré au niveau du centre du bord interne circulaire ; et
- une bande intermédiaire, qui relie le premier segment d’alimentation au niveau de la connexion électrique à une extrémité du second segment d’alimentation opposée au bord interne circulaire.According to the invention, the second metal plate has a pattern which comprises the following parts of the second metal plate:
- a peripheral portion, which is comprised between an outer edge and a circular inner edge, the circular inner edge delimiting an internal pattern area of the second metal plate, and the electrical connection terminating at a center of the circular inner edge; and
- a first power segment, which radially connects the circular inner edge to the electrical connection, in the inner pattern area,
the pattern of the second metal plate further comprising the following other portions of the second metal plate, which are also in the inner pattern area:
- a second feed segment, which terminates radially at the circular inner edge at an angle of between 80° (degree) and 100° with the first feed segment, the angle being measured at the centre of the circular inner edge; and
- an intermediate strip, which connects the first power segment at the electrical connection to one end of the second power segment opposite the circular inner edge.

Par cette constitution du motif de la seconde plaquette métallique, les premier et second segments d’alimentation transmettent des premier et second courants électriques, respectivement, à la portion périphérique pendant l’utilisation de la cellule. En outre, selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, la bande intermédiaire possède une longueur telle que le second courant électrique soit retardé en quadrature de phase par rapport au premier courant électrique au niveau du bord interne circulaire, lorsque le rayonnement incident possède une valeur de fréquence qui appartient à une bande de résonance de la cellule pour produire le rayonnement de réémission à partir du rayonnement incident.By this constitution of the pattern of the second metal plate, the first and second feed segments transmit first and second electric currents, respectively, to the peripheral portion during use of the cell. Furthermore, according to an additional feature of the invention, the intermediate strip has a length such that the second electric current is delayed in phase quadrature with respect to the first electric current at the circular inner edge, when the incident radiation has a frequency value which belongs to a resonance band of the cell to produce the re-emission radiation from the incident radiation.

Une telle cellule polarisante peut être fabriquée en utilisant l’une des technologies disponibles, notamment à base de circuits imprimés. Son prix de revient, ainsi que celui d’un réseau transmetteur qui est constitué par de telles cellules, peuvent donc être bas.Such a polarizing cell can be manufactured using one of the available technologies, in particular based on printed circuits. Its cost price, as well as that of a transmitter network which is made up of such cells, can therefore be low.

Lors d’une utilisation de la cellule polarisante de l’invention, la connexion électrique transmet à la seconde plaquette métallique un courant électrique variable qui résulte de l’absorption du rayonnement incident par la première plaquette métallique. Ce courant électrique est alors transmis à la portion périphérique de la seconde plaquette métallique simultanément pour une partie par le premier segment d’alimentation de la seconde plaquette métallique, et pour une partie supplémentaire par son second segment d’alimentation. Grâce au déphasage en quadrature que produit le motif de cette seconde plaquette métallique entre les parties respectives de courant électrique qui sont transmises par les deux segments d’alimentation, et du fait de l’angle entre les raccordements respectifs de ces deux segments d’alimentation au bord interne circulaire de la portion périphérique de la seconde plaquette métallique, ces parties transmises de courant électrique génèrent dans la portion périphérique un courant électrique qui tourne autour de la zone interne de motif. Ce courant électrique tournant produit alors le champ du rayonnement de réémission avec une polarisation circulaire et un sens de rotation déterminé, et avec un niveau élevé de pureté par rapport à l’autre sens de rotation de polarisation circulaire.When using the polarizing cell of the invention, the electrical connection transmits to the second metal plate a variable electric current which results from the absorption of the incident radiation by the first metal plate. This electric current is then transmitted to the peripheral portion of the second metal plate simultaneously for a part by the first supply segment of the second metal plate, and for an additional part by its second supply segment. Thanks to the quadrature phase shift produced by the pattern of this second metal plate between the respective parts of electric current which are transmitted by the two supply segments, and due to the angle between the respective connections of these two supply segments to the circular internal edge of the peripheral portion of the second metal plate, these transmitted parts of electric current generate in the peripheral portion an electric current which rotates around the internal pattern area. This rotating electric current then produces the field of the re-emission radiation with a circular polarization and a determined direction of rotation, and with a high level of purity compared to the other direction of rotation of circular polarization.

Une cellule polarisante qui est conforme à l’invention peut être utilisée en tant que polariseur circulaire. En outre, si la première plaquette métallique est adaptée pour absorber le rayonnement incident quand celui-ci possède une polarisation déterminée, différente de la polarisation circulaire de réémission produite par le motif de la seconde plaquette métallique, la cellule polarisante réalise une fonction de conversion de polarisation. En particulier, si la première plaquette métallique est adaptée pour absorber le rayonnement incident quand celui-ci possède une polarisation linéaire déterminée, la cellule polarisante de l’invention réalise une fonction de conversion de cette polarisation linéaire en polarisation circulaire.A polarizing cell that is in accordance with the invention can be used as a circular polarizer. Furthermore, if the first metal plate is adapted to absorb the incident radiation when the latter has a determined polarization, different from the circular re-emission polarization produced by the pattern of the second metal plate, the polarizing cell performs a polarization conversion function. In particular, if the first metal plate is adapted to absorb the incident radiation when the latter has a determined linear polarization, the polarizing cell of the invention performs a function of converting this linear polarization into circular polarization.

Par ailleurs, lorsque plusieurs cellules polarisantes qui sont conformes chacune à l’invention et identiques sont juxtaposées pour former un réseau transmetteur, un écart angulaire entre les orientations respectives des secondes plaquettes métalliques de deux de ces cellules polarisantes, à l’intérieur d’un plan commun à ces secondes plaquettes métalliques, produit le même écart angulaire entre les champs instantanés respectifs qui sont réémis par les deux cellules. Du fait de la polarisation circulaire du champ réémis, cet écart angulaire est équivalent à un déphasage de même valeur entre les rayonnements qui sont réémis séparément par les deux cellules. Une sélection appropriée des orientations respectives des secondes plaquettes métalliques de toutes les cellules de ce réseau transmetteur permet donc de produire simplement une formation de faisceau pour le rayonnement qui réémis par l’ensemble du réseau transmetteur. L’angle d’orientation de chaque seconde plaquette métallique étant une variable continue, la fonction de formation de faisceau peut être réalisée avec une grande finesse à partir de cellules qui sont conformes à l’invention. Le faisceau du rayonnement réémis peut ainsi présenter une divergence qui est faible, et avoir une puissance radiative dans des lobes secondaires du faisceau qui est réduite. De plus, cette possibilité de produire la fonction de formation de faisceau en tournant les secondes plaquettes métalliques rend inutile d’associer un retardateur à chaque cellule du réseau transmetteur, au niveau de la connexion électrique de cette cellule. Le coût additionnel et les pertes énergétiques associés aux retardateurs sont ainsi supprimés.Furthermore, when several polarizing cells which are each in accordance with the invention and identical are juxtaposed to form a transmitter network, an angular difference between the respective orientations of the second metal plates of two of these polarizing cells, within a plane common to these second metal plates, produces the same angular difference between the respective instantaneous fields which are re-emitted by the two cells. Due to the circular polarization of the re-emitted field, this angular difference is equivalent to a phase shift of the same value between the radiations which are re-emitted separately by the two cells. An appropriate selection of the respective orientations of the second metal plates of all the cells of this transmitter network therefore makes it possible to simply produce a beam formation for the radiation which is re-emitted by the entire transmitter network. The orientation angle of each second metal plate being a continuous variable, the beam formation function can be carried out with great finesse from cells which are in accordance with the invention. The beam of the re-emitted radiation can thus have a divergence which is low, and have a radiative power in secondary lobes of the beam which is reduced. In addition, this possibility of producing the beam-forming function by rotating the second metal plates makes it unnecessary to associate a retarder with each cell of the transmitter network, at the level of the electrical connection of this cell. The additional cost and energy losses associated with retarders are thus eliminated.

Dans des modes préférés de réalisation de l’invention, la bande intermédiaire peut posséder une partie de raccordement et une partie courbe, la partie de raccordement reliant le premier segment d’alimentation au niveau de la connexion électrique à une première extrémité de la partie courbe, et une seconde extrémité de cette partie courbe étant connectée à l’extrémité du second segment d’alimentation qui est opposée au bord interne circulaire. Avec une telle forme, la bande intermédiaire peut avoir une impédance caractéristique qui est continue ou constante tout au long de cette bande intermédiaire, si bien qu’elle ne produit pas de réflexion significative pour la partie de courant électrique qu’elle transmet au second segment d’alimentation. La cellule polarisante présente ainsi un taux de réflexion effectif pour le rayonnement incident, qui est plus faible. Autrement dit, une proportion plus importante du rayonnement incident est convertie en rayonnement réémis. En outre, cette conception en deux parties de la bande intermédiaire, c’est-à-dire avec la partie de raccordement et la partie courbe, permet d’ajuster facilement la longueur totale de la bande intermédiaire pour produire le déphasage en quadrature entre les deux parties de courant électrique qui sont transmises séparément par les deux segments d’alimentation à la portion périphérique de seconde plaquette. Préférablement, la partie courbe de la bande intermédiaire peut posséder une forme en arc de cercle à l’intérieur de la zone de motif, avec une extension angulaire qui est comprise entre 210° et 270°. Une telle forme en arc de cercle de la partie courbe permet aussi de réduire des inductances parasites qui seraient susceptibles de dégrader le fonctionnement de la cellule polarisante.In preferred embodiments of the invention, the intermediate strip may have a connecting portion and a curved portion, the connecting portion connecting the first feed segment at the electrical connection to a first end of the curved portion, and a second end of this curved portion being connected to the end of the second feed segment which is opposite the circular inner edge. With such a shape, the intermediate strip may have a characteristic impedance which is continuous or constant throughout this intermediate strip, so that it does not produce significant reflection for the portion of electric current which it transmits to the second feed segment. The polarizing cell thus has an effective reflection rate for the incident radiation, which is lower. In other words, a greater proportion of the incident radiation is converted into re-emitted radiation. Furthermore, this two-part design of the intermediate strip, i.e. with the connection part and the curved part, allows to easily adjust the total length of the intermediate strip to produce the quadrature phase shift between the two parts of electric current which are transmitted separately by the two feed segments to the peripheral portion of the second wafer. Preferably, the curved part of the intermediate strip can have an arc shape inside the pattern area, with an angular extension which is between 210° and 270°. Such an arc shape of the curved part also allows to reduce parasitic inductances which would be likely to degrade the operation of the polarizing cell.

De façon générale, la cellule polarisante de l’invention peut être dimensionnée de sorte que la bande de résonance de cette cellule soit contenue entre 8 GHz (Gigahertz) et 12 GHz, correspondant à la bande X, ou entre 26,5 GHz et 40 GHz, correspondant à la bande Ka. Toutefois, la cellule polarisante de l’invention peut être dimensionnée alternativement pour que sa bande de résonance soit dans d’autres domaines spectraux affectés à des types de communication radio répertoriés.Generally, the polarizing cell of the invention can be sized so that the resonance band of this cell is contained between 8 GHz (Gigahertz) and 12 GHz, corresponding to the X band, or between 26.5 GHz and 40 GHz, corresponding to the Ka band. However, the polarizing cell of the invention can be sized alternatively so that its resonance band is in other spectral domains assigned to listed types of radio communication.

Possiblement, la cellule polarisante de l’invention peut comprendre en outre, sur son second côté, et d’un côté de la seconde plaquette métallique qui est opposé à la portion de film métallique :
- une troisième plaquette métallique qui est parallèle à la portion de film métallique, et qui est isolée électriquement de chacune de la portion de film métallique et des première et seconde plaquettes métalliques, la troisième plaquette métallique ayant une forme à symétrie de révolution autour d’un axe, appelé axe de cellule, qui passe par le centre du bord interne circulaire de la seconde plaquette métallique et qui est perpendiculaire à la portion de film métallique.
Une telle troisième plaquette métallique est donc couplée électromagnétiquement à distance à la seconde plaquette métallique. Elle permet d’élargir la bande de fréquence à l’intérieur de laquelle la cellule polarisante est efficace. Notamment, la troisième plaquette métallique peut posséder des dimensions qui sont adaptées pour élargir la bande de résonance de la cellule, par rapport à cette même cellule quand elle est dépourvue de troisième plaquette métallique. Avantageusement, la troisième plaquette métallique peut être une bande annulaire qui est centrée par rapport à l’axe de cellule. Les rayons des bords circulaires interne et externe de la bande annulaire sont alors deux paramètres dimensionnels qui peuvent être ajustés pour contrôler l’élargissement de la bande de résonance de la cellule.Possibly, the polarizing cell of the invention may further comprise, on its second side, and on a side of the second metal plate which is opposite the portion of metal film:
- a third metal plate which is parallel to the metal film portion, and which is electrically insulated from each of the metal film portion and the first and second metal plates, the third metal plate having a shape with rotational symmetry about an axis, called the cell axis, which passes through the center of the circular inner edge of the second metal plate and which is perpendicular to the metal film portion.
Such a third metal plate is therefore electromagnetically coupled at a distance to the second metal plate. It makes it possible to broaden the frequency band within which the polarizing cell is effective. In particular, the third metal plate may have dimensions which are adapted to broaden the resonance band of the cell, compared to this same cell when it is devoid of a third metal plate. Advantageously, the third metal plate may be an annular strip which is centered relative to the cell axis. The radii of the internal and external circular edges of the annular strip are then two dimensional parameters which can be adjusted to control the broadening of the resonance band of the cell.

Dans des modes de réalisation de l’invention qui sont destinés à être utilisés avec un rayonnement incident polarisé linéairement, la première plaquette métallique peut posséder un motif adapté pour qu’elle présente, lors de l’utilisation de la cellule, une efficacité d’absorption qui est supérieure pour une première polarisation linéaire du rayonnement incident, par rapport à une seconde polarisation linéaire de ce rayonnement incident perpendiculaire à la première polarisation. Notamment, le motif de la première plaquette métallique peut comprendre les parties suivantes de première plaquette métallique, indépendantes des parties de la seconde plaquette métallique :
- une portion périphérique, qui est comprise entre un bord externe et un bord interne circulaire, le bord interne circulaire délimitant une zone interne de motif de la première plaquette métallique, et la connexion électrique aboutissant au niveau d’un centre de ce bord interne circulaire ; et
- un segment d’alimentation, qui relie radialement le bord interne circulaire à la connexion électrique, dans la zone interne de motif de la première plaquette métallique.In embodiments of the invention that are intended for use with linearly polarized incident radiation, the first metal plate may have a pattern adapted to exhibit, when the cell is in use, an absorption efficiency that is greater for a first linear polarization of the incident radiation, compared to a second linear polarization of that incident radiation perpendicular to the first polarization. In particular, the pattern of the first metal plate may include the following portions of the first metal plate, independent of the portions of the second metal plate:
- a peripheral portion, which is comprised between an outer edge and a circular inner edge, the circular inner edge delimiting an internal pattern zone of the first metal plate, and the electrical connection terminating at a center of this circular inner edge; and
- a feed segment, which radially connects the circular inner edge to the electrical connection, in the inner pattern area of the first metal plate.

Un deuxième aspect de l’invention propose un réseau transmetteur qui comprend une pluralité de cellules identiques et conformes chacune au premier aspect de l’invention. Ces cellules sont juxtaposées entre elles de sorte que leurs portions de film conducteur se prolongent continûment entre cellules voisines, pour constituer un écran plan à trous. Les cellules sont tournées pour que leurs premières plaquettes métalliques respectives soient toutes sur un même côté du réseau transmetteur, et sont espacées parallèlement à l’écran plan à trous de sorte que ces premières plaquettes métalliques respectives soient disjointes, et que les secondes plaquettes métalliques respectives soient aussi disjointes, et que les troisièmes plaquettes métalliques respectives, lorsqu’elles sont présentes dans les cellules, soient aussi disjointes.A second aspect of the invention provides a transmitter array which comprises a plurality of identical cells each in accordance with the first aspect of the invention. These cells are juxtaposed with each other so that their conductive film portions extend continuously between neighboring cells, to constitute a flat screen with holes. The cells are rotated so that their respective first metal plates are all on the same side of the transmitter array, and are spaced parallel to the flat screen with holes so that these respective first metal plates are disjoint, and that the respective second metal plates are also disjoint, and that the respective third metal plates, when they are present in the cells, are also disjoint.

Dans des modes de réalisation préférés d’un tel réseau transmetteur conforme à l’invention, les premières plaquettes métalliques respectives des cellules peuvent être toutes orientées identiquement à l’intérieur d’un plan d’entrée qui est parallèle à l’écran plan à trous, et les secondes plaquettes métalliques respectives des cellules peuvent avoir des orientations variables à l’intérieur d’un autre plan qui est aussi parallèle à l’écran plan à trous. Ces orientations variables peuvent être adaptées pour produire une fonction de formation de faisceau pour le rayonnement qui est réémis par le réseau transmetteur.In preferred embodiments of such a transmitter array according to the invention, the respective first metal plates of the cells may all be identically oriented within an input plane which is parallel to the plane hole screen, and the respective second metal plates of the cells may have varying orientations within another plane which is also parallel to the plane hole screen. These varying orientations may be adapted to produce a beamforming function for the radiation which is re-emitted by the transmitter array.

Dans ce réseau transmetteur, les cellules peuvent être disposées selon un agencement matriciel, en étant situées à des intersections de lignes et de colonnes d’une matrice. Un pas de la matrice, parallèlement aux lignes et aux colonnes, peut être sensiblement égal à la moitié d’une valeur de longueur d’onde qui est associée à une valeur de fréquence appartenant à la bande passante des cellules. La relation entre une valeur de longueur d’onde, notée λ, et la valeur associée de fréquence, notée f, est : λ = C/f où C est la vitesse de propagation du rayonnement électromagnétique dans le vide.In this transmitting network, the cells can be arranged in a matrix arrangement, being located at intersections of rows and columns of a matrix. A pitch of the matrix, parallel to the rows and columns, can be substantially equal to half of a wavelength value which is associated with a frequency value belonging to the bandwidth of the cells. The relationship between a wavelength value, denoted λ, and the associated frequency value, denoted f, is: λ = C/f where C is the speed of propagation of electromagnetic radiation in a vacuum.

Un troisième aspect de l’invention propose une antenne d’émission radio qui comprend :
- une source, adaptée pour produire un rayonnement électromagnétique qui possède un état de polarisation lors d’une utilisation de l’antenne d’émission radio ; et
- un réseau transmetteur qui est conforme au deuxième aspect d’invention, et qui est disposé devant une sortie de rayonnement de la source, avec le premier côté du réseau transmetteur, qui comporte les premières plaquettes métalliques, tourné vers la source.
Dans cette antenne d’émission radio, le motif des premières plaquettes métalliques est adapté pour absorber le rayonnement produit par la source, en tant que rayonnement incident pour chaque cellule du réseau transmetteur, conformément à l’état de polarisation de ce rayonnement incident tel que produit par la source.A third aspect of the invention provides a radio transmitting antenna which comprises:
- a source, adapted to produce electromagnetic radiation which has a polarization state when using the radio transmitting antenna; and
- a transmitter network which is in accordance with the second aspect of the invention, and which is arranged in front of a radiation outlet of the source, with the first side of the transmitter network, which comprises the first metal plates, facing the source.
In this radio transmitting antenna, the pattern of the first metal plates is adapted to absorb the radiation produced by the source, as incident radiation for each cell of the transmitting array, in accordance with the polarization state of this incident radiation as produced by the source.

Enfin, un quatrième aspect de l’invention propose une antenne de réception radio qui comprend :
- un détecteur, adapté pour détecter un rayonnement électromagnétique qui possède un état de polarisation prescrit pour ce détecteur ; et
- un réseau transmetteur qui est conforme au deuxième aspect d’invention, et qui est disposé devant le détecteur, avec le premier côté du réseau transmetteur, qui comporte les premières plaquettes métalliques, tourné vers le détecteur,
Dans cette antenne de réception radio, le motif des premières plaquettes métalliques est adapté à l’état de polarisation prescrit pour le détecteur. Ainsi, lorsque du rayonnement externe qui possède une polarisation circulaire permettant une absorption de ce rayonnement externe par les secondes plaquettes métalliques du réseau transmetteur, arrive sur le second côté de ce dernier, les premières plaquettes métalliques réémettent vers le détecteur un rayonnement de réception qui possède l’état de polarisation prescrit pour ce détecteur.Finally, a fourth aspect of the invention provides a radio receiving antenna which comprises:
- a detector, adapted to detect electromagnetic radiation which has a polarization state prescribed for that detector; and
- a transmitter network which is in accordance with the second aspect of the invention, and which is arranged in front of the detector, with the first side of the transmitter network, which comprises the first metal plates, facing the detector,
In this radio receiving antenna, the pattern of the first metal plates is adapted to the polarization state prescribed for the detector. Thus, when external radiation which has a circular polarization allowing absorption of this external radiation by the second metal plates of the transmitting network, arrives on the second side of the latter, the first metal plates re-emit towards the detector a reception radiation which has the polarization state prescribed for this detector.

Brief description of the figures

Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée ci-après d’exemples de réalisation non-limitatifs, en référence aux figures annexées parmi lesquelles :The characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly in the detailed description below of non-limiting exemplary embodiments, with reference to the appended figures among which:

est une vue en section d’une cellule polarisante qui est conforme à l’invention ; is a sectional view of a polarizing cell which is in accordance with the invention;

est une vue en perspective de parties métalliques de la cellule polarisante de ; is a perspective view of metal parts of the polarizing cell of ;

est une vue en plan d’une première partie métallique de la cellule polarisante de ; is a plan view of a first metal part of the polarizing cell of ;

est une vue en plan d’une deuxième partie métallique de la cellule polarisante de ; is a plan view of a second metal part of the polarizing cell of ;

est une vue en plan d’une troisième partie métallique de la cellule polarisante de ; is a plan view of a third metal part of the polarizing cell of ;

est une vue en plan d’une quatrième partie métallique de la cellule polarisante de ; is a plan view of a fourth metal part of the polarizing cell of ;

est une vue d’un plan d’entrée d’un réseau transmetteur qui est conforme à l’invention ; is a view of an input plan of a transmitter network which is in accordance with the invention;

est une vue d’une partie d’un autre plan du réseau transmetteur de ; is a view of part of another plan of the transmitter network of ;

est une vue schématique d’une antenne d’émission à réseau transmetteur qui est conforme à l’invention ; et is a schematic view of a transmitting array antenna which is in accordance with the invention; and

est une vue schématique d’une antenne de réception à réseau transmetteur qui est conforme à l’invention. is a schematic view of a receiving antenna with a transmitting array which is in accordance with the invention.

Detailed description of the invention

Pour raison de clarté, les dimensions des éléments qui sont représentés dans ces figures ne correspondent ni à des dimensions réelles, ni à des rapports de dimensions réels. En outre, certains de ces éléments ne sont représentés que symboliquement, et des références identiques qui sont indiquées dans des figures différentes désignent des éléments identiques ou qui ont des fonctions identiques.For the sake of clarity, the dimensions of the elements shown in these figures do not correspond to real dimensions or to real dimensional ratios. Furthermore, some of these elements are represented only symbolically, and identical references indicated in different figures designate identical elements or which have identical functions.

A titre d’illustration, toutes les valeurs numériques qui sont données d’abord en référence à , et - concernent une cellule polarisante dimensionnée pour fonctionner à l’intérieur de la bande X, avec une valeur de longueur d’onde centrale de bande passante, notée λ, qui est sensiblement égale à 28,6 mm (millimètre), correspondant à une valeur de fréquence de rayonnement électromagnétique, notée f, qui est égale à 10,5 GHz.For illustration purposes, all numerical values which are given first with reference to , And - relate to a polarizing cell sized to operate within the X band, with a central bandwidth wavelength value, denoted λ, which is substantially equal to 28.6 mm (millimeter), corresponding to an electromagnetic radiation frequency value, denoted f, which is equal to 10.5 GHz.

Conformément à et , une cellule polarisante conforme à l’invention et désignée globalement par C peut être réalisée sous forme d’une superposition de trois substrats plans de circuits imprimés. Dans cette réalisation, les substrats 5 et 7 portent chacun une couche métallique sur une seule de leurs faces respectives, et le substrat 6 porte une couche métallique sur chacune de ses faces. Chaque couche métallique, qui peut être en cuivre (Cu), est gravée selon un motif qui sera décrit plus loin pour former les parties métalliques suivantes de la cellule C, énumérées dans l’ordre à partir d’un plan d’entrée P_inde la cellule C jusqu’à son plan de sortie P_out:
- une première partie métallique, désignée par la référence 1, qui est superposée au plan d’entrée P_inet qui a été appelée première plaquette métallique dans la partie générale de la présente description, est portée par le substrat 5,
- une deuxième partie métallique, désignée par la référence 2 et qui a été appelée portion de film métallique dans la partie générale de la présente description, est portée par la face du substrat 6 qui est tournée vers le plan d’entrée P_in,
- une troisième partie métallique, désignée par la référence 3 et qui a été appelée seconde plaquette métallique dans la partie générale de la présente description, est portée par l’autre face du substrat 6, qui est tournée vers le plan de sortie P_out, et
- une quatrième partie métallique, optionnelle et désignée par la référence 4, qui est superposée au plan de sortie P_outet qui a été appelée troisième plaquette métallique dans la partie générale de la présente description, est portée par le substrat 7.
Les substrats 5-7 sont collés entre eux par les couches d’assemblage 56 et 67, couramment appelées pré-preg. Les valeurs numériques suivantes peuvent être adoptées :
épaisseurs respectives des plaquettes métalliques 1, 3 et 4 : 43 µm (micromètre), 43 µm et 35 µm
épaisseur de la portion de film métallique 2 : 17 µm
épaisseur des substrats 5 et 6 : 1,524 mm
permittivité diélectrique relative des substrats 5 et 6 : 3,55
épaisseur et permittivité diélectrique relative du substrat 7 : 1,575 mm et 2,2
épaisseur et permittivité diélectrique relative de la couche pre-preg 56 : 90 µm et 3,52
épaisseur et permittivité diélectrique relative de la couche pre-preg 67 : 50 µm et 2,7In accordance with And , a polarizing cell according to the invention and generally designated by C can be produced in the form of a superposition of three flat printed circuit substrates. In this embodiment, substrates 5 and 7 each carry a metal layer on only one of their respective faces, and substrate 6 carries a metal layer on each of its faces. Each metal layer, which can be made of copper (Cu), is etched according to a pattern which will be described later to form the following metal parts of cell C, listed in order from an input plane P _in of cell C to its output plane P _out :
- a first metal part, designated by the reference 1, which is superimposed on the input plane P _in and which has been called the first metal plate in the general part of this description, is carried by the substrate 5,
- a second metal part, designated by the reference 2 and which has been called a portion of metal film in the general part of the present description, is carried by the face of the substrate 6 which is turned towards the entry plane P _in ,
- a third metal part, designated by the reference 3 and which has been called second metal plate in the general part of the present description, is carried by the other face of the substrate 6, which is turned towards the output plane P _out , and
- a fourth metal part, optional and designated by the reference 4, which is superimposed on the output plane P _out and which has been called third metal plate in the general part of this description, is carried by the substrate 7.
The substrates 5-7 are bonded together by the assembly layers 56 and 67, commonly called pre-preg. The following numerical values can be adopted:
respective thicknesses of metal plates 1, 3 and 4: 43 µm (micrometer), 43 µm and 35 µm
thickness of metal film portion 2: 17 µm
thickness of substrates 5 and 6: 1.524 mm
Relative dielectric permittivity of substrates 5 and 6: 3.55
thickness and relative dielectric permittivity of substrate 7: 1.575 mm and 2.2
thickness and relative dielectric permittivity of the pre-preg 56 layer: 90 µm and 3.52
thickness and relative dielectric permittivity of the pre-preg 67 layer: 50 µm and 2.7

La cellule C possède une forme carrée parallèlement aux plans P_inet P_out, de côtés égaux à environ λ/2 = 14,3 mm. Elle est destinée à recevoir sur son plan d’entrée P_inun rayonnement électromagnétique incident R_inqui possède la longueur d’onde λ, et elle produit alors, à partir de ce rayonnement incident R_in, un rayonnement électromagnétique de réémission R_outà partir du plan de sortie P_out.Cell C has a square shape parallel to the planes P _in and P _out , with sides equal to approximately λ/2 = 14.3 mm. It is intended to receive on its input plane P _in an incident electromagnetic radiation R _in which has the wavelength λ, and it then produces, from this incident radiation R _in , a re-emission electromagnetic radiation R _out from the output plane P _out .

Comme montré par et , les plaquettes métalliques 1 et 3 sont connectées électriquement l’une à l’autre par un via métallique 8. Le via 8 est superposé à un axe central A-A de la cellule C, qui est perpendiculaire aux plans P_inet P_out. Le via 8 peut être en un alliage à base de cuivre, et avoir un rayon externe de 0,15 mm.As shown by And , the metal pads 1 and 3 are electrically connected to each other by a metal via 8. The via 8 is superimposed on a central axis AA of the cell C, which is perpendicular to the planes P _in and P _out . The via 8 can be made of a copper-based alloy, and have an external radius of 0.15 mm.

montre le motif de la portion de film métallique 2. Cette portion de film métallique 2 est continue dans toute l’extension de cellule C, parallèlement aux plans P_inet P_out, sauf au niveau d’un trou 20 qui centré sur l’axe A-A. Ce trou 20, qui peut avoir un rayon de 0,3 mm, assure que la portion de film métallique 2 soit isolée électriquement du via 8. shows the pattern of the metal film portion 2. This metal film portion 2 is continuous throughout the cell extension C, parallel to the planes P _in and P _out , except at a hole 20 which is centered on the axis AA. This hole 20, which may have a radius of 0.3 mm, ensures that the metal film portion 2 is electrically isolated from the via 8.

montre un exemple de motif de la plaquette métallique 1, qui est adapté lorsque le rayonnement incident R_inpossède une polarisation linéaire. Ce motif de plaquette 1 est décrit dans l’article de J. Pages-Mounic et al. qui a été cité au début de la présente description. Conformément à ce motif, la plaquette 1 comprend une portion périphérique 10 qui est continue entre un bord externe rectangulaire 11 et un bord interne circulaire 12. Le bord interne circulaire 12 est centré sur l’axe A-A. Le motif de plaquette 1 comprend en outre un segment d’alimentation 13 rectiligne qui relie le bord interne circulaire 12 au via 8. La couche métallique a été retirée par gravure chimique en dehors de la portion périphérique 10 et du segment d’alimentation 13. Les dimensions suivantes peuvent être adoptées pour la plaquette 1 :
dimensions L_patch ₁x W_patch ₁du bord externe 11 : 6,13 mm x 6,13 mm
rayon R_cyl ₁du bord interne circulaire 12 : 2 mm
largeur W_line ₁du segment d’alimentation 13 : 0,46 mm
Une telle plaquette métallique 1 est adaptée pour absorber le rayonnement incident R_inlorsque ce rayonnement incident possède une polarisation linéaire de son champ électrique qui est parallèle à la direction d’extension longitudinale du segment d’alimentation 13. shows an example of a pattern of the metal wafer 1, which is suitable when the incident radiation R _in has a linear polarization. This wafer pattern 1 is described in the article by J. Pages-Mounic et al. which was cited at the beginning of the present description. According to this pattern, the wafer 1 comprises a peripheral portion 10 which is continuous between a rectangular outer edge 11 and a circular inner edge 12. The circular inner edge 12 is centered on the axis AA. The wafer pattern 1 further comprises a rectilinear feed segment 13 which connects the circular inner edge 12 to the via 8. The metal layer has been removed by chemical etching outside the peripheral portion 10 and the feed segment 13. The following dimensions can be adopted for the wafer 1:
dimensions L _patch ₁ x W _patch ₁ of outer edge 11: 6.13 mm x 6.13 mm
radius R _cyl ₁ of the circular internal edge 12: 2 mm
width W _line ₁ of power segment 13: 0.46 mm
Such a metal plate 1 is suitable for absorbing the incident radiation R _in when this incident radiation has a linear polarization of its electric field which is parallel to the longitudinal extension direction of the power supply segment 13.

montre un exemple de motif de la plaquette métallique 3, qui est adapté pour produire le rayonnement de réémission R_outavec une polarisation circulaire. Ce motif de plaquette 3 comprend une portion périphérique 30 qui est continue entre un bord externe carré 31 et un bord interne circulaire 32, un premier segment d’alimentation 33 rectiligne, un second segment d’alimentation 34 aussi rectiligne, et une bande intermédiaire 35. Le bord interne circulaire 32 est centré sur l’axe A-A. Le premier segment d’alimentation 33 relie le bord interne circulaire 32 au via 8. Le second segment d’alimentation 34 relie le bord interne circulaire 32 en faisant un angle θ qui est égal à 90° avec la direction longitudinale du premier segment d’alimentation 33, autour de l’axe A-A. La bande intermédiaire 35 relie l’une à l’autre deux extrémités respectives 33e et 34e des segments d’alimentation 33 et 34, qui sont opposées au bord interne circulaire 32. Dans le mode de réalisation représenté, la bande intermédiaire 35 est constituée par une partie de raccordement 35a et une partie courbe 35b. La partie courbe 35b peut avoir une extension angulaire d’environ 240° autour de l’axe A-A, et les deux parties 35a et 35b sont agencées en série pour raccorder l’extrémité 33e du premier segment d’alimentation 33 à l’extrémité 34e du second segment d’alimentation 34. La façon de déterminer la longueur totale de la bande intermédiaire 35 sera décrite plus loin. Les dimensions suivantes peuvent être adoptées pour la plaquette 3 :
dimensions L_patch ₃x W_patch ₃du bord externe 31 : 6,13 mm x 6,13 mm
rayon R_cyl ₃du bord interne circulaire 32 : 2 mm
largeur W_line ₃du segment d’alimentation 33 : 0,44 mm
largeur commune W_strip3du segment d’alimentation 34 et de la bande intermédiaire 35 dans ses deux parties 35a et 35b : 0,43 mm shows an example of a pattern of the metal wafer 3, which is adapted to produce the re-emission radiation R _out with circular polarization. This wafer pattern 3 comprises a peripheral portion 30 which is continuous between a square outer edge 31 and a circular inner edge 32, a first straight feed segment 33, a second straight feed segment 34, and an intermediate strip 35. The circular inner edge 32 is centered on the axis AA. The first feed segment 33 connects the circular inner edge 32 to the via 8. The second feed segment 34 connects the circular inner edge 32 by making an angle θ which is equal to 90° with the longitudinal direction of the first feed segment 33, around the axis AA. The intermediate strip 35 connects to each other two respective ends 33e and 34e of the feed segments 33 and 34, which are opposite the circular inner edge 32. In the embodiment shown, the intermediate strip 35 is constituted by a connecting part 35a and a curved part 35b. The curved part 35b can have an angular extension of approximately 240° around the axis AA, and the two parts 35a and 35b are arranged in series to connect the end 33e of the first feed segment 33 to the end 34e of the second feed segment 34. The manner of determining the total length of the intermediate strip 35 will be described later. The following dimensions can be adopted for the wafer 3:
dimensions L _patch ₃ x W _patch ₃ of external edge 31: 6.13 mm x 6.13 mm
radius R _cyl ₃ of the circular internal edge 32: 2 mm
width W _line ₃ of power segment 33: 0.44 mm
common width W _strip3 of the power segment 34 and the intermediate strip 35 in its two parts 35a and 35b: 0.43 mm

montre un exemple de motif de la plaquette métallique 4, qui est adapté pour agrandir une bande passante de la cellule C. Ce motif de plaquette 4 peut être une bande annulaire qui est limitée entre un bord externe circulaire 41 et un bord interne circulaire 42. Les deux bords 41 et 42 sont centrés sur l’axe A-A et peuvent avoir les valeurs de rayons Rcyl_ext4 = 3,7 mm et Rcyl_int4 = 1,2 mm, respectivement. Cette plaquette métallique 4 est isolée électriquement par rapport à toutes les autres parties métalliques de la cellule C. Son effet sur le fonctionnement de la cellule C résulte d’un couplage électromagnétique à distance qui existe entre les plaquettes 3 et 4. shows an example of a pattern of the metal plate 4, which is adapted to enlarge a bandwidth of the cell C. This plate pattern 4 may be an annular strip which is limited between a circular outer edge 41 and a circular inner edge 42. The two edges 41 and 42 are centered on the axis AA and may have the radii values Rcyl_ext4 = 3.7 mm and Rcyl_int4 = 1.2 mm, respectively. This metal plate 4 is electrically isolated from all other metal parts of the cell C. Its effect on the operation of the cell C results from a remote electromagnetic coupling which exists between the plates 3 and 4.

Lorsque la cellule C qui vient d’être décrite reçoit le rayonnement incident R_insur la plaquette 1, dans le plan d’entrée P_in, ce rayonnement R_ininduit des courants électriques à l’intérieur de la plaquette 1, qui causent une absorption au moins partielle de la puissance du rayonnement R_in. Pour le motif de plaquette 1 décrit plus haut, cette absorption est maximale lorsque le rayonnement incident R_inest polarisé linéairement avec son champ électrique qui est parallèle à la direction longitudinale du segment d’alimentation 13. La portion de film métallique 2 produit un effet d’écran, pour une partie résiduelle du rayonnement incident R_inqui n’a pas été absorbée par la plaquette 1. Pour améliorer cet effet d’écran de la portion de film métallique 2, celle-ci peut être connectée à une borne de masse électrique. Ainsi, la portion de film métallique 2 constitue un plan de masse de la cellule C. Les courants électriques qui ont été générés par le rayonnement incident R_indans la plaquette 1 sont transmis à la plaquette 3 par le via 8, à travers la portion de film métallique 2. Par un fonctionnement électrique inverse de celui qui s’est produit dans la plaquette 1, ces courants électriques qui arrivent à la plaquette 3 par le via 8 sont transmis à la portion périphérique 30 de celle-ci par chacun des segments d’alimentation 33 et 34. La partie de ces courants électriques qui est transmise par le segment d’alimentation 33 produit une composante du rayonnement de réémission R_outqui possède une polarisation linéaire parallèle à ce segment 33. Simultanément, l’autre partie des courants électriques, transmise par le segment d’alimentation 34, produit une autre composante du rayonnement de réémission R_outqui possède une polarisation parallèle à cet autre segment 34. La bande intermédiaire 35 est conçue pour posséder une longueur totale qui produit un retard de transmission d’une quadrature de phase pour les courants électriques qu’elle transmet. Cette longueur totale peut être ajustée facilement en sélectionnant l’orientation angulaire de la partie de raccordement 35a par rapport à la direction longitudinale du segment d’alimentation 33, et en adaptant en conséquence la longueur angulaire de la partie courbe 35b pour rejoindre le segment d’alimentation 34. Etant donné que les deux segments d’alimentation 33 et 34 sont perpendiculaires (θ=90°), et que la bande intermédiaire 35 délivre à la portion périphérique 30, par l’intermédiaire du segment d’alimentation 34, la partie des courants électriques qu’elle transmet avec un retard d’une quadrature par rapport à la partie des courants électriques qui est transmise par le segment d’alimentation 33, les deux composantes du rayonnement de réémission R_outse combinent pour produire ce rayonnement de réémission avec une polarisation circulaire. Les largeurs W_line ₃et W_strip3peuvent être sélectionnées pour que les courants électriques qui sont transmis respectivement par les segments d’alimentation 33 et 34 aient des amplitudes égales. L’effet complémentaire de la plaquette 4, optionnelle, a déjà été indiqué plus haut.When the cell C just described receives the incident radiation R _in on the wafer 1, in the input plane P _in , this radiation R _in induces electric currents inside the wafer 1, which cause at least partial absorption of the power of the radiation R _in . For the wafer pattern 1 described above, this absorption is maximum when the incident radiation R _in is linearly polarized with its electric field which is parallel to the longitudinal direction of the power supply segment 13. The metal film portion 2 produces a screening effect, for a residual part of the incident radiation R _in which has not been absorbed by the wafer 1. To improve this screening effect of the metal film portion 2, the latter can be connected to an electrical ground terminal. Thus, the portion of metal film 2 constitutes a ground plane of the cell C. The electric currents which have been generated by the incident radiation R _in in the wafer 1 are transmitted to the wafer 3 by the via 8, through the portion of metal film 2. By an electrical operation inverse to that which occurred in the wafer 1, these electric currents which arrive at the wafer 3 by the via 8 are transmitted to the peripheral portion 30 thereof by each of the supply segments 33 and 34. The part of these electric currents which is transmitted by the supply segment 33 produces a component of the re-emission radiation R _out which has a linear polarization parallel to this segment 33. Simultaneously, the other part of the electric currents, transmitted by the supply segment 34, produces another component of the re-emission radiation R _out which has a polarization parallel to this other segment 34. The intermediate strip 35 is designed to have a total length which produces a transmission delay of one phase quadrature for the electric currents it transmits. This total length can be easily adjusted by selecting the angular orientation of the connecting part 35a relative to the longitudinal direction of the feed segment 33, and by adapting accordingly the angular length of the curved part 35b to join the feed segment 34. Given that the two feed segments 33 and 34 are perpendicular (θ=90°), and that the intermediate strip 35 delivers to the peripheral portion 30, via the feed segment 34, the part of the electric currents it transmits with a delay of one quadrature relative to the part of the electric currents which is transmitted by the feed segment 33, the two components of the re-emission radiation R _out combine to produce this re-emission radiation with circular polarization. The widths W _line ₃ and W _strip3 can be selected so that the electric currents which are transmitted respectively by the supply segments 33 and 34 have equal amplitudes. The complementary effect of the optional plate 4 has already been indicated above.

Un réseau transmetteur 100 est fabriqué en réalisant dans des plaques de circuits imprimés de grandes dimensions, un grand nombre de cellules C identiques chacune à celle qui a été décrite précédemment. Par exemple, les cellules C sont disposées selon un agencement matriciel, qui possède le pas λ/2 = 14,3 mm à la fois selon la direction des lignes et selon la direction des colonnes. Les portions de film métallique 2 se prolongent continûment entre cellules qui sont voisines dans la matrice. A l’intérieur du plan d’entrée P_in, les plaquettes 1 de toutes les cellules C du réseau transmetteur 100 sont orientées pour que leurs segments d’alimentation 13 respectifs soient tous parallèles, comme montré dans . Parallèlement au plan de sortie P_out, les plaquettes 3 de toutes les cellules C du réseau transmetteur 100 peuvent aussi être orientées pour que leurs segments d’alimentation 33 respectifs soient tous parallèles. Toutefois, lorsque deux cellules C du réseau transmetteur 100 sont orientées parallèlement au plan de sortie P_outpour que leurs segments d’alimentation 33 respectifs forment un angle α, ces deux cellules C produisent des contributions respectives au rayonnement R_outtel que réémis par l’ensemble du réseau transmetteur 100, qui présentent entre elles un déphasage égal α. Ce déphasage provient de l’équivalence entre une rotation du champ électrique et un retard de phase pour une polarisation circulaire. Il est alors possible de sélectionner les orientations respectives des plaquettes 3 de toutes les cellules C du réseau transmetteur 100, parallèlement au plan de sortie P_out, afin d’obtenir un effet de formation de faisceau pour le rayonnement de réémission R_out. L’Homme du métier saura déterminer par simulations numériques une distribution appropriée des valeurs d’angle α dans la matrice du réseau transmetteur 100, pour réduire ou adapter une divergence du faisceau du rayonnement réémis R_out. montre symboliquement une distribution de valeurs variables d’angle α dans une partie du réseau transmetteur 100.A transmitter array 100 is fabricated by making in large printed circuit boards a large number of cells C each identical to the one previously described. For example, the cells C are arranged in a matrix arrangement, which has the pitch λ/2 = 14.3 mm in both the row direction and the column direction. The metal film portions 2 extend continuously between cells that are neighboring in the matrix. Within the input plane P _in , the plates 1 of all the cells C of the transmitter array 100 are oriented so that their respective power supply segments 13 are all parallel, as shown in . Parallel to the output plane P _out , the plates 3 of all the cells C of the transmitter array 100 can also be oriented so that their respective feed segments 33 are all parallel. However, when two cells C of the transmitter array 100 are oriented parallel to the output plane P _out so that their respective feed segments 33 form an angle α, these two cells C produce respective contributions to the radiation R _out as re-emitted by the entire transmitter array 100, which have between them an equal phase shift α. This phase shift comes from the equivalence between a rotation of the electric field and a phase delay for circular polarization. It is then possible to select the respective orientations of the plates 3 of all the cells C of the transmitter array 100, parallel to the output plane P _out , in order to obtain a beamforming effect for the re-emission radiation R _out . The person skilled in the art will be able to determine by numerical simulations an appropriate distribution of the angle values α in the matrix of the transmitter network 100, to reduce or adapt a divergence of the beam of the re-emitted radiation R _out . symbolically shows a distribution of variable values of angle α in a part of the transmitter network 100.

Comme montré dans , le réseau transmetteur 100 peut être utilisé avec une source 200 de rayonnement pour constituer une antenne d’émission radio 300, dite antenne d’émission à réseau transmetteur. La source 200 peut être du type à cornet, qui produit le rayonnement R_indans la bande X, avec une fréquence centrale d’émission qui est égale à 10,5 GHz. Une telle source 200 produit le rayonnement R_inavec une polarisation linéaire de champ électrique qui est parallèle à l’axe x, et avec un gain nominal de 15,5 dBi, en étant efficace dans tout l’intervalle spectral d’émission 8 GHz - 12 GHz. De façon usuelle, on entend par gain nominal d’une source d’émission radio la valeur exprimée en décibels (dB) du rapport entre la puissance qui est émise par cette source dans sa direction principale d’émission et la valeur de puissance que produirait dans cette direction une source à émission isotrope, pour une même valeur de puissance totale émise. L’axe z désigne la direction principale d’émission de la source 200. Le réseau transmetteur 100 est alors disposé perpendiculairement à l’axe z, à une distance D = 214 mm du foyer d’émission de la source 200, et est orienté autour de l’axe z de sorte que les segments d’alimentation 13 soient tous parallèles à l’axe x. En outre, le réseau transmetteur 100 est tourné pour que la source 200 soit du côté des premières plaquettes métalliques 1.As shown in , the transmitter network 100 can be used with a radiation source 200 to constitute a radio transmission antenna 300, called a transmitter network transmission antenna. The source 200 can be of the horn type, which produces the radiation R _in in the X band, with a central transmission frequency which is equal to 10.5 GHz. Such a source 200 produces the radiation R _in with a linear polarization of the electric field which is parallel to the x axis, and with a nominal gain of 15.5 dBi, being effective throughout the spectral transmission interval 8 GHz - 12 GHz. Usually, the nominal gain of a radio transmission source is understood to mean the value expressed in decibels (dB) of the ratio between the power which is emitted by this source in its main direction of transmission and the power value which would be produced in this direction by a source with isotropic transmission, for the same value of total power emitted. The z-axis designates the main emission direction of the source 200. The transmitter network 100 is then arranged perpendicular to the z-axis, at a distance D = 214 mm from the emission focus of the source 200, and is oriented around the z-axis so that the feed segments 13 are all parallel to the x-axis. Furthermore, the transmitter network 100 is rotated so that the source 200 is on the side of the first metal plates 1.

Dans l’exemple de réalisation d’antenne d’émission à réseau transmetteur 300 qui est rapporté ici, le réseau transmetteur 100 a un périmètre carré dans le plan x-y de 285,5 mm de côté, et comporte 20 x 20 cellules C juxtaposées en disposition matricielle parallèlement aux axes x et y. Ces dimensions correspondent à la taille individuelle des cellules C de 14,275 mm x 14,275 mm, c’est-à-dire un pas matriciel qui est égal à λ/2 pour la fréquence d’émission de 10,5 GHz. Le motif des plaquettes 3 du réseau transmetteur 100 est sélectionné pour produire le rayonnement R_outavec la polarisation circulaire gauche. En outre, une distribution de valeurs d’angle α pour toutes les plaquettes 3 parallèlement au plan x-y a été déterminée pour conférer une valeur maximale de gain nominal à l’antenne d’émission à réseau transmetteur 300. Cette valeur maximale de gain nominal telle que calculée est égale à 26,5 dBi, ou 26 dBi en tenant compte de pertes se produisant dans le système, alors que des mesures effectuées en chambre anéchoïque ont fourni la valeur de 25,5 dBi. Le réseau transmetteur 100 procure donc une augmentation de 10 dBi par rapport à la source 200. Autrement dit, la fonction de formation de faisceau du réseau transmetteur 100 permet de réduire la divergence du faisceau de rayonnement réémis R_outqui est transmis vers l’extérieur par l’antenne d’émission 300, par rapport à la divergence du faisceau R_intel que sortant directement de la source 200. Le taux d’ellipticité du rayonnement réémis R_outest de 0,3 dB à la fréquence d’émission de 10,5 GHz, ce qui montre la pureté élevée de la polarisation circulaire gauche dans ce rayonnement réémis R_out. Enfin, l’antenne d’émission à réseau transmetteur 300 possède les caractéristiques supplémentaires suivantes :
bande passante Δf/f à -1 dB de gain : 16%, correspondant à la largeur de bande passante Δf = 1,6 GHz pour l’antenne d’émission à réseau transmetteur 300
bande passante à -1 dB de taux d’ellipticité : supérieure à 30%, correspondant à une largeur spectrale supérieure à 3 GHz pour ce critère de polarisation
quotient de la directivité de l’antenne d’émission à réseau transmetteur 300 sur la directivité théorique maximale qui peut être obtenue avec la même surface antennaire, appelé efficacité d’ouverture : 44%
quotient de la puissance qui est effectivement rayonnée par l’antenne à réseau transmetteur 300 sur la puissance d’alimentation de la source 200, appelé efficacité en puissance : 77%In the exemplary embodiment of a transmitting antenna with a transmitter array 300 reported herein, the transmitter array 100 has a square perimeter in the xy plane of 285.5 mm on each side, and comprises 20 x 20 cells C juxtaposed in a matrix arrangement parallel to the x and y axes. These dimensions correspond to the individual size of the cells C of 14.275 mm x 14.275 mm, i.e. a matrix pitch which is equal to λ/2 for the transmission frequency of 10.5 GHz. The pattern of the plates 3 of the transmitter array 100 is selected to produce the radiation R _out with left circular polarization. Furthermore, a distribution of angle values α for all the plates 3 parallel to the xy plane was determined to give a maximum nominal gain value to the transmitting array antenna 300. This maximum nominal gain value as calculated is equal to 26.5 dBi, or 26 dBi taking into account losses occurring in the system, while measurements carried out in an anechoic chamber provided the value of 25.5 dBi. The transmitter array 100 thus provides an increase of 10 dBi relative to the source 200. In other words, the beamforming function of the transmitter array 100 makes it possible to reduce the divergence of the re-emitted radiation beam R _out which is transmitted outwards by the transmitting antenna 300, relative to the divergence of the beam R _in as it emerges directly from the source 200. The ellipticity ratio of the re-emitted radiation R _out is 0.3 dB at the transmitting frequency of 10.5 GHz, which shows the high purity of the left circular polarization in this re-emitted radiation R _out . Finally, the transmitting antenna with transmitter array 300 has the following additional characteristics:
bandwidth Δf/f at -1 dB gain: 16%, corresponding to the bandwidth Δf = 1.6 GHz for the transmitting antenna with transmitter array 300
bandwidth at -1 dB ellipticity ratio: greater than 30%, corresponding to a spectral width greater than 3 GHz for this polarization criterion
quotient of the directivity of the transmitting antenna with transmitting array 300 on the maximum theoretical directivity which can be obtained with the same antenna surface, called aperture efficiency: 44%
quotient of the power which is actually radiated by the transmitting array antenna 300 over the feed power of the source 200, called power efficiency: 77%

Un autre réseau transmetteur a été réalisé conformément à la présente invention, en étant dimensionné pour une utilisation à l’intérieur de la bande Ka, avec une valeur de fréquence centrale égale à 30 GHz. Cet autre réseau transmetteur possède une matrice de 70 x 70 cellules C, aboutissant à un périmètre carré de 350 mm x 350 mm pour le réseau transmetteur. La source de rayonnement qui est utilisée avec cet autre réseau transmetteur pour réaliser une autre antenne d’émission efficace dans une partie de la bande Ka, possède un gain nominal de 15,5 dBi, en étant efficace dans tout l’intervalle spectral d’émission 26 GHz - 40 GHz. La valeur adoptée pour la distance D est alors 300 mm. Les caractéristiques de l’antenne d’émission à réseau transmetteur qui est ainsi réalisée sont les suivantes :
polarisation du rayonnement R_in: linéaire
polarisation du rayonnement réémis R_out: circulaire gauche
valeur calculée du gain nominal de l’antenne d’émission à réseau transmetteur : 39,5 dBi
valeur mesurée en chambre anéchoïque du gain nominal de l’antenne d’émission à réseau transmetteur : 39 dBi, soit une augmentation d’environ 24 dB par rapport à la valeur de gain nominal de la source utilisée
taux d’ellipticité à la fréquence centrale : 0,3 dB
bande passante Δf/f à -1 dB de gain : 8%, correspondant à Δf = 2,4 GHz
bande passante à -1 dB de taux d’ellipticité : supérieure à 20%, correspondant à une largeur spectrale supérieure à 6 GHz pour ce critère de polarisation
efficacité d’ouverture : 62%
efficacité en puissance : 80%
Les inventeurs soulignent que l’invention permet donc d’obtenir des valeurs d’efficacité d’ouverture et d’efficacité en puissance jamais atteintes antérieurement pour des réseaux transmetteurs qui convertissent une polarisation linéaire en polarisation circulaire.Another transmitter array has been made in accordance with the present invention, being dimensioned for use within the Ka band, with a central frequency value equal to 30 GHz. This other transmitter array has a matrix of 70 x 70 cells C, resulting in a square perimeter of 350 mm x 350 mm for the transmitter array. The radiation source which is used with this other transmitter array to make another transmitting antenna effective in a part of the Ka band, has a nominal gain of 15.5 dBi, being effective in the entire spectral emission interval 26 GHz - 40 GHz. The value adopted for the distance D is then 300 mm. The characteristics of the transmitting antenna with transmitter array which is thus made are as follows:
polarization of radiation R _in : linear
polarization of re-emitted radiation R _out : left circular
calculated value of the nominal gain of the transmitting array antenna: 39.5 dBi
measured value in anechoic chamber of the nominal gain of the transmitting array antenna: 39 dBi, i.e. an increase of approximately 24 dB compared to the nominal gain value of the source used
ellipticity ratio at center frequency: 0.3 dB
bandwidth Δf/f at -1 dB gain: 8%, corresponding to Δf = 2.4 GHz
bandwidth at -1 dB ellipticity ratio: greater than 20%, corresponding to a spectral width greater than 6 GHz for this polarization criterion
opening efficiency: 62%
power efficiency: 80%
The inventors emphasize that the invention therefore makes it possible to obtain aperture efficiency and power efficiency values never previously achieved for transmitter networks which convert linear polarization into circular polarization.

Enfin, un réseau transmetteur 100 qui est conforme à l’invention peut aussi être utilisé pour constituer une antenne de réception radio, comme montré dans . L’antenne de réception à réseau transmetteur est désignée globalement par la référence 500. En plus du réseau transmetteur 100, l’antenne de réception 500 comprend un détecteur de rayonnement 400, qui est situé sur le côté du réseau transmetteur 100 qui comporte les premières plaquettes métalliques 1. Dans l’antenne de réception 500, le réseau transmetteur 100 possède un fonctionnement inverse de celui qui a été décrit antérieurement : un rayonnement externe R_extqui est polarisé circulairement et qui est incident sur le réseau transmetteur 100, du côté des secondes plaquettes métalliques 3, est absorbé par ces dernières lorsque son sens de rotation de polarisation est approprié. Les courants électriques qui sont produits par cette absorption sont transmis par les vias 8 aux plaquettes 1, qui émettent alors un rayonnement de réception R_recepen direction du détecteur 400. Le réseau transmetteur 100 est sélectionné pour posséder un motif de ses plaquettes 1 qui est compatible avec un état de polarisation nécessité par le détecteur 400. Par exemple, le détecteur 400 peut nécessiter que le rayonnement de réception R_receppossède une polarisation rectiligne orientée convenablement, afin de fournir une efficacité de détection optimale. En particulier, le détecteur 400 peut être constitué par une antenne à cornet qui est utilisée en réception. Pour une telle antenne de réception à réseau transmetteur 500, la fonction de formation de faisceau du réseau transmetteur 100 permet de faire converger le rayonnement de réception R_recepsur le détecteur 400.Finally, a transmitter network 100 which is in accordance with the invention can also be used to constitute a radio receiving antenna, as shown in . The receiving antenna with a transmitting array is generally designated by the reference 500. In addition to the transmitting array 100, the receiving antenna 500 comprises a radiation detector 400, which is located on the side of the transmitting array 100 which comprises the first metal plates 1. In the receiving antenna 500, the transmitting array 100 has an operation opposite to that which has been described previously: an external radiation R _ext which is circularly polarized and which is incident on the transmitting array 100, on the side of the second metal plates 3, is absorbed by the latter when its direction of rotation of polarization is appropriate. The electric currents that are produced by this absorption are transmitted by the vias 8 to the plates 1, which then emit a reception radiation R _recep towards the detector 400. The transmitter network 100 is selected to have a pattern of its plates 1 which is compatible with a polarization state required by the detector 400. For example, the detector 400 may require that the reception radiation R _recep has a suitably oriented linear polarization, in order to provide optimal detection efficiency. In particular, the detector 400 may be constituted by a horn antenna which is used in reception. For such a reception antenna with transmitter network 500, the beamforming function of the transmitter network 100 makes it possible to converge the reception radiation R _recep on the detector 400.

Il est entendu que l’invention peut être reproduite en modifiant des aspects secondaires des modes de réalisation qui ont été décrits en détail ci-dessus, tout en conservant certains au moins des avantages cités. Notamment, toutes les valeurs numériques qui ont été citées ne l’ont été qu’à titre d’illustration, et peuvent être changées en fonction de l’application considérée et de la bande de transmission radio concernée.
It is understood that the invention may be reproduced by modifying secondary aspects of the embodiments which have been described in detail above, while retaining at least some of the advantages cited. In particular, all the numerical values which have been cited have been cited only for illustration purposes, and may be changed depending on the application considered and the radio transmission band concerned.

Claims

Polarizing cell (C), adapted to receive incident radiation on a first side of the cell during use of said cell, and to produce, from the incident radiation, re-emission radiation on a second side of the cell opposite the first side, the cell comprising at least:
- a portion of a metal film (2), which is intended to constitute a ground plane for the cell (C) when using said cell, and which is provided with a hole (20);
- a first metal plate (1), which is located on the first side of the cell (C) relative to the portion of metal film (2), which is parallel to said portion of metal film and electrically insulated from said portion of metal film, and which is intended to at least partially absorb the incident radiation during use of the cell;
- a second metal plate (3), which is located on the second side of the cell (C) with respect to the portion of metal film (2), which is parallel to said portion of metal film and electrically insulated from said portion of metal film, and which is intended to produce the re-emission radiation during use of the cell; and
- an electrical connection (8), which connects the first metal plate (1) to the second metal plate (3) by passing through the portion of metal film (2) through the hole (20), while being electrically insulated with respect to said portion of metal film,
the second metal plate (3) having a pattern which comprises the following second metal plate parts:
- a peripheral portion (30), which is comprised between an external edge (31) and a circular internal edge (32), the circular internal edge delimiting an internal pattern zone of the second metal plate (3), and the electrical connection (8) terminating at a center of the circular internal edge; and
- a first feed segment (33), which radially connects the circular inner edge (32) to the electrical connection (8), in the inner pattern area,
the cell (C) being characterized in that the pattern of the second metal plate (3) further comprises the following other parts of second metal plate, which are also in the internal pattern area:
- a second feed segment (34), which ends radially at the circular inner edge (32) forming an angle of between 80° and 100° with the first feed segment (33), the angle being measured at the centre of the circular inner edge; and
- an intermediate strip (35), which connects the first power segment (33) at the electrical connection (8) to one end of the second power segment (34) opposite the circular inner edge (32),
such that, during use of the cell (C), the first (33) and second (34) feed segments transmit to the peripheral portion (30) first and second electric currents, respectively, and the intermediate strip (35) has a length such that the second electric current is delayed in phase quadrature with respect to the first electric current at the circular inner edge (32), when the incident radiation has a wavelength value which belongs to a resonance band of the cell to produce the re-emission radiation from the incident radiation.

Cell (C) according to claim 1, wherein the intermediate strip (35) has a connecting portion (35a) and a curved portion (35b), the connecting portion connecting the first power segment (33) at the electrical connection (8) to a first end of the curved portion, and a second end of said curved portion being connected to the end of the second power segment (34) opposite the circular inner edge (32).

Cell (C) according to claim 1 or 2, further comprising, on the second side of the cell, and on a side of the second metal plate (3) which is opposite the portion of metal film (2):
- a third metal plate (4) which is parallel to the portion of metal film (2), and which is electrically insulated from each of said portion of metal film and from the first (1) and second (3) metal plates, the third metal plate having a shape with symmetry of revolution around an axis, called the cell axis (AA), which passes through the center of the circular internal edge (32) of the second metal plate and which is perpendicular to the portion of metal film.

Cell (C) according to claim 3, in which the third metal plate (4) is an annular strip which is centered relative to the cell axis (A-A).

Cell (C) according to claim 3 or 4, in which the third metal plate (4) has dimensions adapted to widen the resonance band of the cell, compared to said cell when it is devoid of a third metal plate.

Cell (C) according to one of the preceding claims, in which the first metal plate (1) has a pattern adapted so that said first plate has, when using the cell, an absorption efficiency which is greater for a first linear polarization of the incident radiation, compared to a second linear polarization of said incident radiation perpendicular to the first polarization.

A transmitter network (100) comprising a plurality of identical cells (C) each according to one of the preceding claims, juxtaposed with each other so that the portions of conductive film (2) extend continuously between neighboring cells, to form a flat screen with holes, the cells being rotated so that the respective first metal plates (1) of said cells are all on the same side of the transmitter network, and the cells being spaced parallel to the flat screen with holes so that the respective first metal plates are disjointed and the respective second metal plates (3) are disjointed, and the respective third metal plates (4), when said third metal plates are present in the cells, are also disjointed.

A transmitter network (100) according to claim 7, wherein the respective first metal plates (1) of the cells (C) are all oriented identically within an input plane (P _in ) which is parallel to the plane hole screen,
and wherein the respective second metal plates (3) of the cells (C) have variable orientations within another plane which is also parallel to the plane hole screen, said variable orientations being adapted to produce a beam forming function for radiation which is re-emitted by the transmitting array.

Radio transmitting antenna (300) comprising:
- a source (200), adapted to produce electromagnetic radiation which has a polarization state when using the radio transmission antenna (300);
- a transmitter network (100) which is in accordance with claim 7 or 8, and which is arranged in front of a radiation outlet of the source (200), with the first side of the transmitter network, which comprises the first metal plates (1), facing the source,
wherein the pattern of the first metal plates (1) is adapted to absorb the radiation produced by the source (200), as incident radiation for each cell (C) of the transmitter network, in accordance with the polarization state of said incident radiation as produced by the source.

Radio receiving antenna (500) comprising:
- a detector (400), adapted to detect electromagnetic radiation which has a polarization state prescribed for said detector; and
- a transmitter network (100) which is in accordance with claim 7 or 8, and which is arranged in front of the detector (400), with the first side of the transmitter network, which comprises the first metal plates (1), facing the detector,
wherein the pattern of the first metal plates (1) is adapted to the polarization state prescribed for the detector (400), so that when external radiation which has a circular polarization allowing absorption of said external radiation by the second metal plates (3) of the transmitter array (100), arrives on the second side of said transmitter array, the first metal plates (1) re-emit towards the detector a reception radiation which has the polarization state prescribed for said detector.