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

Structure Autocomplémentaire à FAible Signature – SAFAS

Surfaces Auto Complémentaires à Faible Signature pour Antennes et Absorbants

Le projet Astrid (DGA-ANR) SAFAS (Structure Auto-complémentaire à FAible Signature) a pour objet l’étude et le développement d’une structure planaire multicouche permettant de réaliser d’une part un réseau d’antennes directif bipolarisation mince et léger dont la SER résiduelle est très faible et d’autre part un matériau absorbant électromagnétique multicouche de faible épaisseur.

Etude et développement de structures planaires multicouches ultra large bande intégrables sur porteurs pour applications civiles ou militaires

<br />Les objectifs sont de repousser les limites actuelles pour atteindre une largeur de bande la plus étendue possible (rapport de 6 :1 pour l’antenne et 4 :1 pour l’absorbant) et une excursion angulaire jusqu’à 60°. <br />Les applications visées par cette étude concernent les antennes directives nécessaires aux radars et aux télécommunications à haut débit utilisables dans les applications aéroportées civiles et/ou militaires. Elles concernent également les applications militaires relatives à la furtivité, où les capteurs sont généralement des contributeurs importants à la SER, par ailleurs très difficiles à masquer, particulièrement dans la bande passante des aériens. <br />

Le caractère novateur de ce projet repose sur les propriétés très particulières des structures auto-complémentaires qui possèdent une largeur de bande de fonctionnement théoriquement illimitée et qui, associées à une ou plusieurs métasurfaces, permettent de réaliser des antennes directives compactes et à large bande ou encore des matériaux absorbants minces. Ces structures composites peuvent être utilisées pour réaliser une antenne réseau lorsqu’elles sont sans pertes ou comme matériau absorbant lorsqu’elles sont sans ou avec pertes.
Le dimensionnement des structures a été réalisé à l’aide de modèles analytiques qui ont été développés et complétés par la mise en œuvre d’outils commerciaux tels que HFSS et CST. Des outils plus performants (FACTOPO), adaptés au calcul des structures bi-périodiques de dimensions finies et de grande taille, ont été développés et mis en œuvre afin d’affirmer la validité des concepts. La réalisation et la mesure d’une maquette de réseau directif et d’une maquette de matériau absorbant ont été effectuées au cours du projet afin d’obtenir une confirmation expérimentale des résultats obtenus.

Création de modèles analytiques permettant un dimensionnement quasi-instantané des structures multicouches.
Conception d’une antenne à métamatériau d’épaisseur inférieure à ?/4 à la fréquence basse de fonctionnement et présentant dans les deux polarisations principales, un rapport de fréquences de 6 :1 jusqu’à 45° et de 5 :1 jusqu’à 60°. Fabrication et mesures de deux prototypes.
Conception d’un absorbant à métamatériau d’épaisseur inférieure à ?/6 à la fréquence basse de fonctionnement et présentant : un rapport de fréquences de 5 :1 (< -15dB) en incidence normale et de 4 :1 (< -10dB) jusqu’à 60°. Fabrication et mesures de deux prototypes.

Confidentiel

Une partie des résultats du projet SAFAS a été diffusée aussi bien au niveau national (Forum DGA, JNM, Colloque National Métamatériaux, Atelier ONERA-CNES, GDR Ondes, Journée Thématique Matériaux pour la Furtivité Radar & Optique, Journées d’études Electromagnétisme et Guerre Electronique) qu’au niveau international (Eucap2014, ISAP 2014, IEEE CAMA2014, META’15). L’autre partie des résultats est en cours de valorisation en revues (IEEE TAP, Applied Physics A) et en conférences (IEEE CAMA2016, META’16).

Le projet SAFAS (Structure Auto-complémentaire à FAible Signature) est proposé par un consortium composé de Télécom ParisTech, ONERA et SART. Il a pour objet l’étude et le développement d’une structure planaire multicouche permettant de réaliser d’une part un réseau directif mince à faible SER et d’autre part un matériau absorbant de faible épaisseur agile en fréquence.
Le caractère novateur de ce projet repose sur les propriétés très particulières des structures auto-complémentaires qui possèdent une largeur de bande de fonctionnement théoriquement illimitée et qui, associées à une ou plusieurs surfaces à haute impédances, permettent de réaliser des antennes directives compactes et à large bande ou encore des matériaux absorbants minces et agiles en fréquence.
Ces structures absorbantes composites peuvent être utilisées comme plan de masse d’une antenne lorsqu’elles sont sans pertes ou comme matériau absorbant lorsqu’elles sont sans ou avec pertes. De plus, l’introduction d’éléments discrets et commandables dans la surface à haute impédance permet de déplacer sa fréquence de résonance et ainsi conduire à l’obtention d’un matériau absorbant reconfigurable.

Coordinateur du projet

Monsieur Xavier BEGAUD (Télécom ParisTech) – Xavier.Begaud@telecom-paristech.fr

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

TP Télécom ParisTech
ONERA Office national d’études et de recherches aérospatiales

Aide de l'ANR 297 163 euros
Début et durée du projet scientifique : mars 2013 - 30 Mois

Liens utiles

Explorez notre base de projets financés

 

 

L’ANR met à disposition ses jeux de données sur les projets, cliquez ici pour en savoir plus.

Inscrivez-vous à notre newsletter
pour recevoir nos actualités
S'inscrire à notre newsletter