Technologies avancées pour les solutions de filtrages millimétriques intégrés en bandes Q et V – ATOMIQ

Plusieurs technologies sont candidates pour répondre à ces besoins de filtrage:
Technologie SIW céramique
Technologie SIW silice fondue
Technologie SIW plastique
Technologie de prototypage rapide céramique

Développement de céramique haute pureté en cours de transfert vers les procédés de prototypage rapide 3D.
Evaluations des technologies SIW selon les normes du spatial.

Les premiers démonstrateurs sont en cours de conception

6 publications dans des conférences nationales et internationales

Le projet ATOMIQ s’inscrit dans le cadre de futurs programmes de Télécommunications multimédia par satellite visant à fournir une connexion Internet à très haut débit des foyers concernés par les zones dites « blanches », à un coût équivalent à celui de la fibre optique et compléter ainsi la couverture du territoire national. L’idée, notamment soutenue par le CNES au travers d’études telles que Mégasat ou MM2G et plus récemment THD-SAT dans le cadre du Programme d’Investissement d’Avenir, est d’éviter une fracture numérique entre la France des villes et celle des campagnes.
L’augmentation de débit requis est basée sur l’utilisation de nouvelles bandes de fréquences : les bandes Q (autour de 40GHz) et V (autour de 50GHz) afin de libérer de la ressource sur les bandes Télécom classiquement utilisées aujourd’hui.
L’utilisation des bandes Q et V conduit à un certain nombre de défis scientifiques et techniques pour les équipements de la charge utile des futurs satellites de Télécommunications. Le problème du filtrage dans les équipements convertisseurs de fréquence constitue en particulier un point dur sérieux auquel se propose de contribuer la présente étude.
Les contraintes de filtrages identifiées dans le cadre du projet THD-SAT ne représentent aujourd’hui qu’une première partie des besoins moyen termes des futures charges utiles de télécommunications très haut débit dans les bandes de fréquences Q et V. De nouveaux besoins émergent en effet avec des plans de fréquences dont la tendance est à la diversification et à la complexification (utilisation de la bande Ku en complément de la bande Ka considérée sur THD-SAT, liaison inter-satellite à 55GHz…). Au-delà des premiers besoins stricts exprimés dans THD-SAT, le projet ATOMIQ ambitionne de développer des fonctions de filtrage basées sur l’utilisation de technologies encore plus innovantes, de plus faible niveau de maturité technologique (TRL) pour pousser plus avant les performances et répondre aux besoins moyen et long termes de l’ensemble des futurs convertisseurs de fréquence en bande Q/V.
L’étude, après une phase de spécifications, s’articulera autour de 2 thèmes principaux. Le premier thème regroupera des activités visant à l’amélioration de la stéréolithographie (développement d’une céramique faibles pertes compensée en température et procédé de réglage par laser post fabrication) et à l’introduction d’une nouvelle technologie de moulage céramique basse pression. Le second thème visera la montée en fréquence des filtres SIW au travers de travaux sur l’usinage laser et la métallisation sur flan de substrats (céramiques et silice fondue) d’une part et sur le développement d’une technologie innovante de filtres SIW par moulage polymère (COC) d’autre part.
Le projet d’étude proposé devrait donc permettre de lever un véritable verrou technique pour les futurs systèmes de Télécommunications multimédia satellitaires par l’étude de solutions innovantes qui pourront être utilisées pour d’autres applications micro-ondes ou millimétriques en dehors du domaine spatial. Le projet s’appuie sur la collaboration de laboratoires experts dans le domaine du filtrage (LAB-STICC et XLIM), d’un laboratoire expert technologique (SPCTS), d’un industriel majeur du spatial (Thales Alenia Space France) et de deux PME innovantes (3D CERAM et TFP) qui bénéficieront des transferts scientifiques et technologiques avec les universitaires au travers des développements réalisés. Deux autres PME sont impliquées par une sous-traitance directe, ELLIPTIKA et CTTC.