Thèse soutenue

Antennes 3D et conformes pour des applications radars
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Auteur / Autrice : Luc Fourtinon
Direction : Christian PersonAlessio Balleri
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Electronique
Date : Soutenance le 15/12/2017
Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire en cotutelle avec Cranfield University
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Lab-STICC_IMTA_MOM_DIM - Département Micro-Ondes - Laboratoire en sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance
Jury : Président / Présidente : Éric Rius
Examinateurs / Examinatrices : Christian Person, Alessio Balleri, Laurent Ferro-Famil, Michèle Lalande, Yves Quéré, Guillaume Lesueur, Philippe Pouliguen
Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Ferro-Famil, Michèle Lalande

Résumé

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Embarqué sous le radôme du missile, les autodirecteurs existants utilisent une rotation mécanique du plan d’antenne pour balayer le faisceau en direction d’une cible. Les recherches actuelles examinent le remplacement des composantes mécaniques de rotation de l’antenne par un nouveau réseau d’antennes 3D conformes à balayage électronique. Les antennes 3D conformes pourraient offrir des avantages significatifs, tels qu’un balayage plus rapide et une meilleure couverture angulaire mais qui pourraient aussi offrir de nouveaux challenges résultant d’un diagramme de rayonnement plus complexes en 3D qu’en 2D. Le nouvel autodirecteur s’affranchit du système mécanique de rotation ce qui libère de l’espace pour le design d’une nouvelle antenne 3D conforme. Pour tirer le meilleur parti de cet espace, différentes formes de réseaux sont étudiées, ainsi l’impact de la position, de l’orientation et de la conformation des éléments est établi sur les performances de l’antenne, en termes de directivité, ellipticité et de polarisation. Pour faciliter cette étude de réseaux 3D conformes, un programme Matlab a été développé, il permet de générer rapidement le diagramme de rayonnement en polarisation d’un réseau donné dans toutes les directions. L’une des tâches de l’autodirecteur consiste à estimer la position d’une cible donnée afin de corriger la trajectoire du missile. Ainsi, l’impact de la forme du réseau sur l’erreur entre la direction d’arrivée mesurée de l’écho de la cible et sa vraie valeur est analysé. La borne inférieure de Cramer-Rao est utilisée pour calculer l’erreur minimum théorique. Ce modèle suppose que chaque élément est alimenté séparément et permet ainsi d’évaluer le potentiel des réseaux 3D conformes actifs.Finalement, l’estimateur du monopulse en phase est étudié pour des réseaux 3D conformes dont les quadrants n’auraient pas les mêmes caractéristiques. Un nouvel estimateur, plus adapté à des quadrants non identiques, est aussi proposé.