Institut d'Électronique et de Télécommunications de Rennes
UMR CNRS 6164

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Développement d’antennes de communication reconfigurables en bande C pour munitions intelligentes

Doctorant : Vincent JAECK.

Directeurs de thèse : Kouroch MAHDJOUBI, Ronan SAULEAU.

Thèse débutée le : 01/10/2012.

Contexte :

Le besoin de communication avec et entre des systèmes en vol (micro-drones, projectiles, etc.) est en perpétuel augmentation, accompagné de demandes de débits plus élevés, de distances de communications plus importantes, avec une fiabilité et une discrétion accrue en environnements perturbés ou hostiles. Ces objectifs impliquent le développement de systèmes d’antennes compacts et reconfigurables en temps réel pour s’adapter à différents scénario de communication.

Ces dernières années, l’ISL a mené des travaux numériques et expérimentaux sur des réseaux phasés conformés intégrés dans des pointes de projectiles. Ceux-ci ont conduit au développement de prototypes reconfigurables en temps réel, dont les performances ont été évaluées et démontrées lors de tirs de projectiles.

Le concept précédemment étudié peut être amélioré pour atteindre une plus grande liberté spatiale de sélectivité du diagramme de rayonnement ainsi que pour atteindre des performances supérieures en termes de gain (et donc de distance de communication) et/ou d’atténuation de rayonnement (pour une plus grande discrétion).

De plus, ce concept peut être appliqué à différentes plateformes telles que des projectiles de moyens et gros calibres ou des micro-drones, dont les applications peuvent être trouvées dans le domaine de la défense, mais également peuvent être duales avec la sécurité globale ou purement civiles.

Travail proposé :

S’appuyant sur les précédents travaux de l’ISL, il est proposé d’étudier dans le cadre de ce doctorat le développement de pointes de projectile équipées d’un réseau d’antennes conformé et dont les diagrammes de rayonnement peuvent être reconfigurés en temps réel en fonction :

  • de l’attitude et du comportement dynamique du porteur
  • des directions dans lesquelles il est souhaité de communiquer ou à l’inverse d’être plus discrets.

En particulier le dépointage/la formation de nul devra pouvoir se faire à la fois dans le plan transverse et dans le plan longitudinal. La fréquence de fonctionnement se situe autour de 5200 MHz (nouvelle bande de télémesure). La base de développement initiale sera un projectile de calibre 155mm et pourra évoluer en fonction de l’avancement de l’étude.

Accompagné d’une étude bibliographique, ce travail de doctorat implique plusieurs étapes pouvant se dérouler comme suit :

  • Tout d’abord, devront se faire l’étude et la conception d’éléments rayonnants imprimés de faible encombrement, afin de permettre l’intégration d’un nombre important de sources dans le volume réduit de la pointe.
  • Dans un second temps, la mise en réseau des antennes élémentaires précédemment conçues sera étudiée ; en particulier le couplage inter-éléments sera considéré avec attention et devra être minimisé afin de ne pas déformer les diagrammes de rayonnement.
  • L’étude approfondie des lois d’alimentation (en amplitude et en phase) du réseau nécessaires à l’obtention de certains gabarits de rayonnement sera menée et les performances atteignables seront estimées.
  • L’étude précédente ci-dessus devra permettre la définition d’une ou plusieurs configurations « optimales » du réseau (nombres d’éléments, géométrie, complexité des lois d’alimentation, etc.).
  • La conception d’un ou plusieurs prototypes ainsi que des circuits d’alimentation associés permettront la caractérisation et la validation expérimentale des études numériques.

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