ASTRID - Accompagnement spécifique des travaux de recherches et d’innovation défense

rAdôme fonctionnaLisé à base de métAmatériaux à graDient d'inDice par fabrIcatioN 3D – ALADDIN

Résumé de soumission

La multiplication des liens de communication par satellite est une tendance forte des dernières années. Grâce à une plus grande accessibilité aux orbites terrestres, de multiples opportunités de déploiement de constellations sont apparues et donc de nouveaux services. Ces nouveaux services sont aussi au cœur des enjeux de souveraineté nationale et européenne.
Dans ce contexte, le projet ALADDIN contribue au développement des systèmes de communication satellitaires haut-débit pour plateformes aéroportées, dans le cadre de ce qu’on appelle généralement les « SATCOM on-the-move ». En particulier, l’objectif du projet ALADDIN est d’offrir une solution technique permettant d’accroître significativement la qualité de ces communications dans les conditions difficiles où le satellite est proche de l’horizon. En effet, pour des raisons de contraintes aérodynamiques, de coûts et de discrétion, les antennes sur porteur sont idéalement fines et directement intégrées sur la carlingue. Par conséquent, leur capacité à maintenir la qualité du lien de communication avec les satellites aux fortes élévations s’en trouve fortement dégradée. A ce jour, il n’existe pas de solution de faible facteur de forme présentant des performances remarquables en dépointage (au-delà de 60° d’élévation) pour les produits proposés.
Pour adresser cette limitation intrinsèque aux antennes planaires, le projet ALADDIN propose de développer une couche diélectrique fonctionnalisée, mise en forme par impression 3D et intégrée à la face intérieure du radôme, réalisant une fonction de déviation permettant de redresser sélectivement les faisceaux rasants de manière à réduire la perte en gain et ainsi d’assurer le maintien de la communication et du débit aux fortes élévations (>60°).
Pour atteindre cet objectif, nous proposons de travailler dans le cadre d’ALADDIN suivant les deux axes ci-dessous :
• Mise au point d’une fonction originale de déviation de faisceau basée sur l’exploitation de la sélectivité angulaire d’un réseau de Bragg. Un démonstrateur opérant en bande de réception Ka (17.3-21.2 GHz) sera réalisé.
• Développement d’outils numériques pour le calcul électromagnétique et la conception rapide
Technologiquement, ces travaux reposeront sur les avancées suivantes :
• La synthèse des filaments de matériaux à forte permittivité
• Les développements logiciels et matériels nécessaires à l’impression directe d’un gradient spatial de permittivité sur une surface plane puis tridimensionnelle non-développable.
Les enjeux duaux de la fonctionnalisation de la couche fonctionnalisée proposée dans le cadre d’ALADDIN sont manifestes. D’une part, l’amélioration de la robustesse des communications satellitaires est un enjeu majeur des futurs systèmes de combat en raison de leur caractère fortement coopératif. En outre, au-delà des communications aéronefs-satellites, les technologies et méthodes développées dans le cadre d’ALADDIN sont également transposables aux communications entre plateformes, qu’elles soient aériennes, navales ou terrestres. D’autre part, il est important de noter qu’un moteur essentiel des communications par satellite est le marché de l’aviation commerciale. En effet, la multiplication des constellations a permis l’émergence du marché massif IFEC (« In-Flight Entertainment and Connectivity ») qui propose des solutions de connectivité haut-débit aux voyageurs à bord des avions partout dans le monde. Dans ces architectures de communication, la capacité des systèmes antennaires à maintenir un bon débit lorsque le satellite est proche de l’horizon est critique.
Les enjeux économiques liés au développement des systèmes antennaires SATCOM sont également importants. Dans ce paysage très compétitif où les concurrents nord-américains et asiatiques sont nombreux, le projet ALADDIN contribuera à fournir un différentiateur technique permettant de soutenir la compétitivité de l'industrie de défense et civile française.

Coordination du projet

Brigitte LOISEAUX (THALES Research & Technology France)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

TRT THALES Research & Technology France
IETR Institut d'Electronique et des Technologies du numéRique (IETR)
CANOE Centre Technologique Nouvelle Aquitaine Composites & Matériaux Avancés

Aide de l'ANR 299 924 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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