Laboratoire XLIM-Safran sur l'électronique pour les antennes – X-SELANS

Dans X-SELANS, ZDS et XLIM vont développer des recherches pour la mise au point de différents composants ou équipements hyper-fréquences, dont les architectures et performances reposent sur les compétences des différents métiers des micro-ondes, en particulier pour les éléments rayonnants, les techniques de déphasages, les amplificateurs de puissance et les amplificateurs faible bruit. La modélisation fine, la définition de macro-modèles et de modèles comportementaux de ces composants et de leurs interfaces permettra de relever les défis posés par les cahiers des charges des antennes, qui demandent des développements à l’état de l’art et au-delà. Les missions visées, associées à des terminaux utilisateurs sols ou embarqués, demandent notamment le développement d’antennes actives à fort gain, dotées de plusieurs milliers d’éléments rayonnants, capables d’adresser des dépointages forts (+/-70°) à forte résolution en polarisation circulaire, le respect de gabarits drastiques en émission (ETSI classe 2 ou 3), des facteurs de bruit faibles et des performances en G/T élevées. Pour produire des solutions aux coûts et consommations maîtrisés, il est indispensable de fédérer les métiers associés aux chaînes RF, leurs techniques de modélisation et l’expérimentation. Dans les 48 mois de la phase opérationnelle, X-SELANS se consacrera à :

**La recherche d’architecture d’antennes actives pour télécommunications SATCOM aéronautiques et terminaux sols :
Conception d’aériens aux performances optimisées en améliorant des solutions éprouvées ou exploratoires. Il s’agit notamment d’appliquer une méthode de synthèse de réseau mise au point par XLIM exploitant les couplages pour optimiser simultanément les performances en rayonnement et les impédances actives d’un réseau. Cette approche rigoureuse sera déclinée aux applications SATCOM les 2 premières années du projet et permettra d’initier une méthodologie de co-conception et de co-intégration des chaînes actives et des éléments rayonnants, qui fera l’objet de démonstrations la 3ème année. Elle sera ensuite améliorée, en définissant les figures de mérites nécessaires à la co-conception et à la co-intégration.

**La définition de circuits MMIC (LNA, déphaseurs, mélangeurs, atténuateurs) :
Evaluation et comparaison des filières technologiques MMIC AsGa, GaN, BiCMOS, CMOS, SOI, pour sélectionner les plus performantes aux fréquences visées, afin de développer les composants actifs sélectionnés. Des circuits de tests pourront être envisagés dans les 36 premiers mois du projet, afin de définir des modèles comportementaux utilisables pour prévoir les performances globales des antennes.

**La définition d’amplificateurs de puissance :
Ces travaux permettront :
- de comparer différentes filières technologiques pour des MMIC de puissance en bande Ka,
- de définir des techniques de recombinaison de puissance innovantes, que ce soit en guide, ou microstrip.
- de définir des techniques de linéarisation en boucle ouverte ou fermée.
L’objectif est de fédérer les équipes d’XLIM et ZDS pour définir des architectures permettant de se différencier de l’état de l’art. A l’issue du LabCom, des tuiles actives (groupe d’éléments représentatifs, 16x16 éléments, par exemple) opérationnelles en bande Ka seront notamment disponibles, en émission et en réception, avec un niveau de TRL visé de 6 à 7. Les commandes des circuits seront intégrées aux tuiles.
X-SELANS doit être un véritable accélérateur à la collaboration existante entre XLIM et ZDS. Il permettra de mettre en commun plus de moyens humains, logiciels et matériels afin d’atteindre des niveaux de TRL plus élevés que dans des thèses dissociées, ce qui impactera la visibilité nationale et internationale des partenaires. Il permettra à ZDS de réussir sa stratégie de croissance dans les terminaux utilisateurs dont l’IFC (In-Flight Connectivity) fait partie et à XLIM d’être un acteur majeur dans l’innovation et la conception de systèmes RF.