Conception et démonstration d'antennes de type réseau transmetteur compacts, multifaisceaux et bi-bande à balayage électronique pour les applications télécom haut débit.

Design and demonstration of compact, multi-beam, dual-band and electronically scanned transmit arrays for high-speed telecom applications.

• Auteur / Autrice : Luis De la cruz painado
• Direction : André Barka, Hamza Kaouach
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Electromagnétisme et Systèmes Haute Fréquence
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Toulouse, ISAE
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Génie électrique, électronique et télécommunications
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ISAE-ONERA OLIMPES Optronique, Laser, Imagerie Physique et Environnement Spatial
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : ONERA/DEMR/GEET Département Electromagnétisme et Radar

Mots clés

Mots clés libres

Antennes de type réseau transmetteur

Bande Ka

Elements actifs

Télécommunications à haut débit

Diodes PIN

Cellule unitaire

Transmit-array

Discrete-array

Ka band

Active elements

Unit-cell

PIN diodes

Résumé

L'objectif des travaux de thèse est de développer une antenne transmitarray aux ondes millimétriques (bande FR2 24,25 GHz – 29,50 GHz) pour les applications télécom dans un contexte satellitaire nécessitant un fort gain (haut débit). Le principe de dépointage électronique du faisceau avec des composant actifs (diodes PIN) sera à nouveau privilégié afin d'assurer une formation de faisceau la plus large possible (0 à +/- 60°). Il sera étudié par ailleurs une méthodologie permettant d'optimiser la formation de plusieurs faisceaux (par exemple 2 lobes pour le suivi de deux satellites) ainsi que pour assurer un service dans deux bandes (Rx et Tx) soit par la conception d'une nouvelle cellule bi-bande, soit en intégrant deux cellules différentes dans le réseau du Transmitarray. Une nouvelle topologie de la source primaire sera étudiée afin de minimiser les pertes par débordement. Celle-là permettra d'améliorer le rendement en puissance et de réduire l'impact sur l'électronique autour de l'antenne et facilitera l'intégration de ce type d'antenne sur les Cub-sats.

The objective of the thesis is to develop a transmitarray antenna in the millimeter-wave band (FR2 band 24.25 GHz – 29.50 GHz) for telecom applications in a satellite context requiring high gain (high throughput). The principle of electronic beam steering with active components (PIN diodes) will again be favored to ensure the widest possible beam formation (0 to +/- 60°). Additionally, a methodology will be studied to optimize the formation of multiple beams (e.g., 2 lobes for tracking two satellites) and to provide service in two bands (Rx and Tx) either by designing a new dual-band cell or by integrating two different cells in the transmitarray array. A new topology of the primary source will be studied to minimize spillover losses. This will improve power efficiency, reduce the impact on the electronics around the antenna, and facilitate the integration of this type of antenna on CubeSats.