Modélisation et Optimisation efficace pour la Conception d’Antennes à fente multicouches, Compactes et INnOvantes – MOCACCINO

Le projet MOCACCINO s’inscrit dans un contexte économique et sociétal caractérisé par l’accroissement significatif des besoins en communication. On observe en particulier le déploiement rapide de nouvelles infrastructures, la densification et la montée en performance de réseaux existants.
Toutes ces évolutions visent à accroître la connectivité et les vitesses de transfert d’information entre utilisateurs, bénéficiant ainsi à de nombreux secteurs d’activité économiques (santé, mobilité, industrie, sécurité etc.). Cette montée en puissance et en nombre de dispositifs communicants nécessite un usage optimal de l’espace physique disponible et du spectre fréquentiel. Pour cela, il est important de disposer de dispositifs antennaires planaires, à haut rendement, large bande et directifs. Ceux-ci permettent d’assurer des communications énergétiquement efficaces et des débits importants. Les systèmes actuels et futurs de communication SATCOM sont un exemple notable de cohabitation de ces différentes contraintes. On peut également citer les développements en cours pour les systèmes de communication terrestres 5G+ et 6G.

Les développements numériques proposés dans le projet MOCACCINO visent à répondre aux besoins d’outils efficaces pour la conception et l’optimisation d’antennes complexes à très faible encombrement, haute performance radioélectrique et haut rendement énergétique.
Le projet propose de poursuivre la montée en maturité d’outils de conception et d’optimisation développés dans le projet Fast-HEM-3DSIW (ANR-16-ASTR-0001) dépassant les limitations des logiciels commerciaux “general purpose”. Ces outils permettront l‘analyse efficace et rapide de systèmes planaires à très forte complexité afin de mieux répondre aux besoins applicatifs. L’obtention d’un haut niveau de performance repose sur l’optimisation fine des nombreux degrés de liberté géométriques offerts par les structures multicouches en technologie circuit imprimé, par le choix judicieux des matériaux employés et par la capacité à prendre en compte certains aspects du champ proche de l’antenne tels que la présence de superstrats (radôme, lentille, surface sélective en fréquence ou métasurface).

En parallèle, il propose également de poursuivre le développement du concept des réseaux d'alimentation parallèle en technologie circuit imprimé sur plusieurs niveaux introduit dans l’ASTRID initial afin d’améliorer significativement la stabilité du gain en fréquence des antennes à réseau de fentes.

Enfin, l’outil de conception développé permettra également de faciliter la conception et l’optimisation d’autres dispositifs hyperfréquences (circuits d’alimentation, filtres, coupleurs, etc.).