Antenne réseau à balayage électronique en bande Ka – ESKALAD

Les télécommunications par satellites géostationnaires avec des mobiles terrestres, maritimes ou aériens ont tendance à exploser. Ce service nécessite de petits terminaux embarqués d’une grande flexibilité, économiques, fiables, pouvant résister à d’importantes contraintes d’environnement et occupant un volume réduit. Ce terminal doit être équipé d’une antenne mobile émission/réception, du type « low profile», c’est à dire occupant un volume le plus faible possible et pouvant pointer n’importe quel satellite situé sur l’arc géostationnaire. Les caractéristiques et performances de cette antenne doivent permettre de transmettre et de recevoir des débits compatibles avec les services internet large bande.
A ce jour, de nombreux acteurs tentent de mettre au point une technologie de terminal bas-coût pour répondre aux besoins des applications SOTM (Satellite On The Move) et ainsi couvrir la demande du marché du naval, de l'aéronautique et du terrestre (bus, trains, voiture). Ces applications utilisent à la fois la bande Ku (Viasat, Oneweb, etc.) et de plus en plus majoritairement la bande Ka (Viasat, Inmarsat, Eutelsat, etc). Les antennes sont un élément critique de l’encombrement du terminal, fortement contraintes par le besoin d’agilité de diagramme dans le respect des gabarits réglementaires. Des antennes à balayage mécanique (réflecteurs ou réseaux passifs pointés mécaniquement) sont d’ores et déjà utilisées pour les terminaux avions. Ces solutions sont pénalisées par un encombrement vertical (synonyme de trainée et de surconsommation) et un encombrement surfacique potentiellement importants (mise en rotation du panneau rayonnant induisant une empreinte élargie sur le porteur).
Les développements les plus en pointe (Kymeta, Phasor, Rockwell Collins, Honeywell, Panasonic, Viasat, etc.) visent à proposer des solutions « low-profile », majoritairement à balayage électronique et éventuellement hybrides électronique/mécanique. La viabilité économique de ces solutions passe par un choix d’architecture minimisant la complexité (ex : minimisation du nombre de chaines actives), a priori fortement intégrée, et la définition de briques de base ultra-optimisées en coût en regard des quantités à produire.
Cette étude a comme objectif de préparer les générations ultérieures d’antennes planes réseaux à balayage électronique en investiguant sur des technologies de rupture permettant potentiellement de réaliser des antennes plus petites et moins couteuses ayant des caractéristiques performantes. Dans ce contexte, Zodiac Data Systems associé au XLIM de Limoges souhaitent développer un tel système antennaire afin de pénétrer ce nouveau marché très prometteur. Du fait de la complexité de ce système antennaire, les études associées doivent être séparées en une antenne émission et une antenne réception complètement indépendante. Dans le cadre de ce projet ANR, nous proposons de commencer uniquement un développement partiel de l’antenne réception montrons la faisabilité du concept, les études complémentaires sur le réseau complet de l’antenne émission et réception seront menées ultérieurement.