Une matrice de Butler est un type de réseau de formation de faisceaux utilisé dans les réseaux d'antennes et les systèmes à réseau phasé. Ses principales fonctions sont :
● Orientation du faisceau – Ce système permet d'orienter le faisceau de l'antenne selon différents angles en changeant le port d'entrée. Cela permet au système d'antenne de balayer électroniquement son faisceau sans déplacer physiquement les antennes.
● Formation multifaisceaux – Elle permet d'alimenter un réseau d'antennes de manière à produire simultanément plusieurs faisceaux, chacun pointant dans une direction différente. Cela augmente la couverture et la sensibilité.
● Division de faisceau : elle divise un signal d’entrée en plusieurs ports de sortie présentant des relations de phase spécifiques. Cela permet au réseau d’antennes connecté de former des faisceaux directionnels.
● Combinaison de faisceaux – Fonction inverse de la séparation de faisceaux. Elle combine les signaux provenant de plusieurs éléments d'antenne en une seule sortie à gain plus élevé.
La matrice de Butler remplit ces fonctions grâce à sa structure de coupleurs hybrides et de déphaseurs fixes disposés en matrice. Quelques propriétés clés :
● Le déphasage entre les ports de sortie adjacents est généralement de 90 degrés (un quart de longueur d'onde).
● Le nombre de faisceaux est limité par le nombre de ports (une matrice de Butler N x N produit N faisceaux).
● Les directions des faisceaux sont déterminées par la géométrie et la phase de la matrice.
● Faibles pertes, fonctionnement passif et réciproque.
En résumé, la fonction principale d'une matrice Butler est d'alimenter un réseau d'antennes de manière à permettre la formation de faisceaux dynamiques, l'orientation de faisceaux et les capacités multifaisceaux par commande électronique, sans pièces mobiles. Il s'agit d'une technologie essentielle pour les réseaux à balayage électronique et les radars à antenne réseau à commande de phase.
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Date de publication : 20 septembre 2023