Structure Autocomplémentaire à FAible Signature – SAFAS

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.