Antenne GNSS durcIe MiniatuRe – AGIR

Dans un monde de plus en plus connecté, robotisé et collaboratif, les acteurs de la défense et de la sécurité reposent sur la clef de voute des systèmes de navigation par satellites GNSS (Global Navigation Satellite System). En conséquence, les champs de bataille modernes sont abondamment en ambiance GNSS dégradée ou suspecte, et la NAVWAR (Navigation Warfare) y est un enjeu de supériorité.

Les systèmes CRPA (Controlled Radiated Pattern Antenna) ont pour objectif d’atténuer ou supprimer les brouilleurs adverses afin de permettre à un récepteur GNSS de retrouver les signaux et de calculer une position. Un Système CRPA est composé d’une unité électronique de calcul permettant d’accueillir des algorithmes de traitements analogiques et/ou numériques pour rejeter la puissance d’un brouilleur à partir de signaux RF captés par une antenne complexe à plusieurs éléments. L’objet de cette étude est focalisé sur l’antenne.

Dans cette étude « Antenne GNSS durcIe miniatuRe » (AGIR), le verrou technologique à lever est la miniaturisation d’une antenne durcie multiéléments pour équiper certains porteurs nécessitant une forte intégration (drone, munition, missile). Les besoins opérationnels ne sont pas couverts par les technologies et solutions actuelles et nécessitent de trouver une rupture technologique. La forte intégration sera d’autant plus ambitieuse qu’elle doit permettre d’intégrer en plus des fonctions de durcissement électromagnétique dans un contexte opérationnel très agressif (protections champs forts et résiduel foudre).

Le principal défi consiste à répondre aux exigences contradictoires de la miniaturisation des systèmes d'antennes en vue de leur intégration dans le facteur de forme d'équipements électroniques de plus en plus compacts et de la nécessité de contrôler leur diagramme de rayonnement afin de limiter l’effet des brouillages extérieurs. La rupture technologique est recherchée également au travers de nouveaux matériaux par exemple céramique qui devront permettre à l’antenne d’être résiliente de par sa conception aux agressions électromagnétiques. Ces antennes devront en outre fonctionner sur les bandes GNSS L1/E1, L2, E5 et E6 ce qui nécessite une antenne large bande, ou double bande.

Les éléments de rupture par rapport à l’état de l’art sont donc doubles puisque de nouvelles approches seront développées sur l’aspect antenne, réseau, matériau, durcissement et également sur l’intégration de l’électronique de protection. En effet, la capacité à obtenir simultanément une miniaturisation, un fonctionnement double-bandes et une polarisation circulaire sera traitée par le développement de nouveaux concept antennaire. Pour l’aspect matériaux céramiques, l’innovation portera sur l’utilisation des compositions céramiques oxydes employées dans des dispositifs parafoudre et la fabrication additive pour obtenir des céramiques non conventionnelles à permittivité contrôlée. Les compétences complémentaires et multidisciplinaires des partenaires seront essentielles pour relever ces nombreux défis.

Notre consortium est constitué de Safran Electronics & Defense, leader mondial de solutions et de services dans les domaines du PNT résilient (positionnement, navigation, temps précis), et l'IETR (Institut d’Electronique et des Technologies du numéRique), laboratoire de recherche publique implanté en Bretagne et Pays de Loire. Le laboratoire rassemble une expertise de haut niveau dans les domaines de recherche nécessaires à l’étude. Le projet sera mené par l'équipe STAR (Small and novel anTenna ARchitecture) associée à l'équipe FunMAT (Functional MATerials) pour la fabrication additive céramique.

Les travaux réalisés dans le cadre du projet AGIR s’inscrivent pleinement dans les programmes du Ministère des Armées et des initiatives européennes : Défi CRPA EGIDE avec l’Agence Innovation Défense, EDIDP2019 GalilEO for EU DEfence (GEODE), FED2021 Advanced Galileo PRS resilience for EU Defence (Navguard).