RESEAUX D’ANTENNES COMPACTS à FORMATION DE FAISCEAU et à POLARISATION CIRCULAIRE

Dans cette étude, le verrou technologique à lever est la miniaturisation d’une antenne multi éléments rayonnants à polarisation circulaire. Les solutions classiques actuelles ne répondent pas à toutes les contraintes opérationnelles, notamment en termes d’intégration et de performances.

Le principal défi consiste à répondre aux exigences contradictoires de la miniaturisation des systèmes d’antennes en vue de leur intégration dans le facteur de forme d’équipements électroniques de plus en plus compacts et à la nécessité de contrôler leur rayonnement. La rupture technologique est recherchée également au travers de nouveaux matériaux (par exemple céramique). Ces antennes devront en outre fonctionner sur les bandes GNSS L1/E1, G1, L2, E5 et E6 ce qui nécessite une antenne large bande ou double bande.

Objectifs de la thèse

Les objectifs du projet résumés ci-dessous permettront d’aboutir à la réalisation d’un réseau d’antenne compacte à plusieurs éléments intégrant les dispositifs actifs ainsi que les systèmes de protection imaginés. Des nouvelles méthodes d’analyse et des outils numériques d’optimisation multi-objectifs basés sur la théorie des modes caractéristiques (CM) seront adaptées pour étudier et concevoir des antennes directionnelles compactes à double bande et à polarisation circulaire ;

Les antennes développées démontreront des architectures innovantes et compactes à base des antennes à résonateurs diélectrique double bande combinées avec des antennes planaires. Ces solutions se basent sur des céramiques standards du commerce. D’autres solutions, non-conventionnelle (i.e. non-commerciale), peuvent être envisagées en se basant sur des nouveaux matériaux céramiques à permittivité contrôlée obtenu par fabrication additive d’un composite céramique à très faibles pertes et stable en température. Un autre enjeu est de réussir à minimiser le couplage entre les éléments antennaires sur une faible surface.

Travail

La thèse débutera par la conception des structures antennaires les plus adaptées pour obtenir un réseau compact. Ce travail s’appuiera tout d’abord sur une étude bibliographique exhaustive et sera accompagnée par une analyse électromagnétique de quelques structures à l’aide de logiciels de simulation. Les structures seront ensuite optimisées en termes de bande passante et de directivité à l’aide d’outils développés au sein de l’IETR. La dernière étape sera de valider expérimentalement les résultats théoriques. De nombreux prototypes basés sur différentes technologies seront réalisés et caractérisés en utilisant les plateaux techniques de l’IETR.

Funding category: Autre financement public

PHD title: Doctorat en électronique
PHD Country: France