Agence de l’innovation de défense
Le projet 3SFA, à l’origine soutenu par l’Agence de l’innovation de défense (AID) via une subvention de post-doctorat et désormais accompagné par le dispositif RAPID* avec la société GREENERWAVE, vise à développer une antenne Satcom (Satellite Communications) compacte, agile, intelligente, reconfigurable électroniquement et à bas coûts.
Equiper les véhicules terrestres et les bateaux est l’un des objectifs de ce projet. Néanmoins, l’enjeu majeur se porte pour les avions, en raison de leurs contraintes spécifiques de compacité et d’aérodynamisme. En effet, en temps normal, l’efficacité et l’agilité d’une antenne vont être liées à sa volumétrie : plus elle sera volumineuse, meilleures seront ses performances. Or, quand il s’agit d’équiper des avions (civils ou militaires), le critère de la compacité s’avère tout à fait essentiel pour assurer l’aérodynamisme et gérer les consommations de kérosène. Ainsi, le projet vise à développer une antenne compacte (épaisseur entre 3 et 5 cm maximum) pour ne pas perturber l’aérodynamisme des avions, tout en restant aussi performante qu’une antenne volumineuse.
Cette compacité engendre cependant certaines contraintes, notamment l’orientation du faisceau de l’antenne vers le satellite qui se doit d’être électronique et non mécanique comme sur les antennes volumineuses. La solution proposée dans 3SFA consiste à contrôler un champ électromagnétique dans une petite cavité chaotique semi-ouverte. Les travaux en cours visent plus précisément à revêtir une ou plusieurs parties de la surface interne de la cavité par une méta-surface pilotée électroniquement, afin de contrôler les conditions aux limites dans la cavité et de distribuer les champs dans l’ouverture de la cavité ; de manière à assurer un dépointage directif vers le satellite.
Méta-surface électroniquement reconfigurable
Le principe consiste donc à associer des méta-surfaces électroniquement pilotables et une cavité métallique chaotique semi-ouverte, afin de transformer une source d'ondes millimétriques quelconque, piégée dans cette cavité, en une antenne directive.
Prototype fonctionnant à 5GHz (32cm x 24cm x 6cm) : Cavité chaotique semi-ouverte avec une paroi « méta-surface pilotable » excitée par un monopôle
Cette approche extrêmement novatrice repose sur la grande expertise des partenaires, d’une part sur les méta-surfaces électroniquement reconfigurables, d’autre part sur la propagation des ondes dans les environnements très complexes que sont les cavités chaotiques. La fusion de ces deux disciplines et approches fait la richesse de ce projet et son caractère innovant et disruptif.
Prototype de cavité chaotique reconfigurable à 2,6 GHz
* RAPID, dispositif de subvention de l’innovation duale du ministère des Armées lancé en 2009 et désormais géré par l’AID.
Droits : AID
