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EnglishRÉSUMÉ
Les antennes actives sont une véritable rupture technologique dans le domaine des antennes et des Systèmes. Elles sont caractérisées par des grandeurs telles que surface, diagramme et gain, dont le calcul est présenté. Puis cet article expose les méthodes de calcul de base permettant, d’une part, de spécifier un certain nombre de sous-ensembles clés de l'antenne active et, d’autre part, de prédire et de caractériser ses performances.
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François GAUTIER : Ingénieur de l’institut polytechnique de Grenoble - Licencié ès sciences physiques - Ancien directeur technique adjoint de Thales Airborne Systems
INTRODUCTION
Après avoir présenté le schéma synoptique d’une antenne active et avoir exposé l’intérêt de ce type d’antenne, les avantages qu’il procure à un système, ainsi qu’une description détaillée de la constitution, des fonctions et des modes de réalisation des sous-ensembles dans l’article consacré aux principes de conception , nous exposons ici les méthodes de calcul de base permettant, d’une part, de spécifier un certain nombre de sous-ensembles clés et, d’autre part, de prédire et de caractériser les performances d’une antenne active.
Cet article constitue le second volet d’une série consacrée aux antennes actives :
-
E 3 295 - Antennes actives - Dimensionnement ;
Le lecteur pourra également consulter les articles suivants, du traité Électronique, pour plus de détails sur la théorie des antennes et celle des antennes-réseaux en particulier :
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7. Globalisation des effets des erreurs
Tout au long des descriptions du paragraphe 3 de l’article [E 3 294], on a mis en évidence d’autres causes d’erreur que la quantification et les pannes qui viennent d’être caractérisées. Ce sont toutes les autres valeurs résiduelles d’écart entre les valeurs fournies par les modèles et les valeurs réelles produites par les circuits.
Sans prétendre clore la recherche d’erreurs, on mentionnera au moins une cause d’erreur supplémentaire : celle due au couplage externe entre éléments rayonnants. Dans la mesure où le module serait toujours (quelle que soit la fréquence en particulier) adapté à l’élément rayonnant et dans la mesure où le comportement du module serait insensible à l’énergie couplée entre éléments rayonnants, il n’y aurait pas de cause d’erreur supplémentaire. On comprend bien qu’il s’agit là d’un comportement idéal : en pratique, une partie de l’énergie couplée est réfléchie et re-rayonnée ; par des effets de « load-pull », l’amplificateur d’émission est sensible à l’énergie couplée qui se présente comme un coefficient de réflexion ; le facteur de bruit en réception est lui aussi sensible à l’adaptation du module à l’élément rayonnant. On minimisera et on rendra peut être négligeables ces phénomènes au moyen d’une bonne adaptation du module à l’élément rayonnant ainsi que par l’isolation des amplificateurs d’émission et de réception vis-à-vis de l’élément rayonnant.
Ayant procédé à l’inventaire exhaustif des erreurs intervenant entre valeur théorique idéale et valeur réelle obtenue de l’amplitude complexe a n , on pourra globaliser les erreurs de la façon suivante :
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Globalisation des effets des erreurs
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PARKER (D.), ZIMMERMANN (D.C.) - Phased arrays - - IEEE transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 50, no 3, p. 678-698, mars 2002.
-
(2) - HEWISH (M.), LOK (J.J.) - Fighter integrated sensors - contributing to the common good - - Jane’s International Defense Review, p. 3-11 www.janes.com, janv. 2002.
-
(3) - SARKAR (T.K.), KOH (J.) - A pragmatic approach to adaptive antennas - - IEEE Antennas and Propagation magazine, vol. 42, no 2, p. 39-54, avr. 2002.
-
(4) - ALBAREL (G.), TANNER (J.), UHLMANN (M.) - AMSAR Active Antenna Technology and First Measured Performance. - 5th International Conference and Exhibition on Radar Systems. Brest, 17-21 mai 1999, session 2.2.
-
(5) - LACOMME (Ph.), SIRVEN (J.) - Évolution des radars aéroportés. - Revue Scientifique et Technique de la Défense : THALES et la recherche, Édition DICOD, p. 123-134, nov. 2001.
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...
ANNEXES
European Space Agency (ESA) http://www.esa.int
Centre National d’Études Spatiales (CNES) http://www.cnes.fr
ONERA http://www.onera.fr
TNO-FEL (Pays-Bas) (Physics and Electronics Laboratory) http://www.tno.nl/instit/fel/felmain.html
Quinetiq (GB) http://www.soc.soton.ac.uk/others/quinetic/index.htm
Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwisseischaften.e.v. (FGAN) (All) http://www.fgan.de
Air Force Research Laboratory (USA) http://www.afrl.af.mil
En outre, de nombreuses universités et écoles, principalement en France, en Europe, aux USA, au Japon et en Inde, ont, dans leur programme de recherche, des études sur des composants physiques ou fonctionnels des antennes actives :
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conception de Circuits intégrés micro-ondes monolithiques (ou Monolithic Microwave Integrated Circuit - MMIC) ;
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méthodes d’assemblage et d’interconnexion pour les modules actifs avec pour objectif d’accroître la reproductibilité, la fiabilité et de réduire le coût de production ;
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éléments rayonnants et réseau d’éléments rayonnants ;
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simulations électromagnétiques pour le calcul des couplages entre éléments rayonnants, du diagramme de l’élément rayonnant au milieu du réseau, du diagramme de rayonnement exact du réseau, pour des antennes planes ou « conformes » ;
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synthèse...
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