Antennes multiports en bande S et X pour l’augmentation de la puissance rayonnée

Abstract

Afin de répondre aux contraintes croissantes d’intégration ainsi qu’à la montée en puissance des systèmes électroniques aéroportés, de nouvelles architectures radars doivent être développées. En l’occurrence, les récentes montées en puissance de la technologie SiGe en font une candidate de choix pour la conception des modules émission/réception, au détriment des technologies III-V dont l’apport en puissance de sortie est certes plus conséquent, mais dont l’intégration est faible. De nouvelles techniques permettant d’augmenter la puissance rayonnée des radars à base de SiGe doivent alors être investiguées. La combinaison de puissance antennaire (CPA) s’inscrit dans cet objectif. Comparée aux techniques de combinaison classiques dans lesquelles la puissance de plusieurs amplificateurs en parallèle est recombinée par des circuits pourvus de pertes (e.g. balun), la CPA permet, grâce l’utilisation d’une antenne multiport, de s’affranchir de ces circuits de recombinaison et d’interconnecter la sortie de chaque amplificateur avec chaque port de l’antenne. Dans ces travaux de thèse, quatre nouvelles topologies d’antenne sont d’abord étudiées et maquettées en éléments isolés (sans réseau) afin d’évaluer leurs performances en bande passante et en efficacité. Dans une application industrielle de type AESA, ces antennes ont vocation à être pilotées par des modules émission/réception actifs au sein d’un circuit intégré dans la maille du réseau, derrière les éléments rayonnants et au plus proche afin de minimiser les interconnexions. Le critère de complexité concernant l’interconnexion puce-antenne s’ajoute alors à celui des performances. Certaines de ces quatre antennes sont ensuite étudiées en réseau et maquettées afin de mettre en évidence leur pertinence – dont une se distinguant fortement - pour des applications AESA en bande X recherchant une montée significative en puissance de sortie.