Circuit minimal pour calibration antenne active - IETR

OFFRE DE STAGE DE FIN d’ETUDES
Circuit minimal pour calibration antenne active
Mots Clefs: antenne, hyperfréquence, circuit de calibration, éléments rayonnants
Adresse du site :
THALES
Domaine Surface Radar
Hameau de ROUSSIGNY
91470 LIMOURS
L’entité Surface Radar de Thales a pour mission de développer et produire des
radars de surveillance de différentes gammes, répondant à des besoins
opérationnels divers. La gamme des produits radars de surface de Thales est la plus
complète du marché. Elle répond aux besoins de surveillance du ciel et de zones
sensibles tant dans les domaines civils (radars civils) que militaires (surveillance
côtière, champ de bataille et contrebatteries, …). La conception et la fabrication des
radars sont réalisées au sein de nos trois centres d’excellence : deux en France pour
les applications terrestres et civiles, un au Pays Bas pour les activités navales.
Les antennes réalisées dans notre centre de LIMOURS sont dites antennes actives
car elles sont faites de réseaux rayonnants connectés à des modules
hyperfréquences actifs émission-réception associés à des fonctions électroniques de
commande, d’alimentation et de traitement numérique.
Le cadre du stage porte sur la question de la calibration de l’antenne active. C’est en
effet une procédure indispensable pour corriger les erreurs de phase et d’amplitude
introduites par les imperfections des composants hyperfréquences et par l’effet des
conditions d’environnement, en particulier de la température. Classiquement, pour
calibrer une antenne active, on emploie un circuit spécifique appelé distributeur de
calibration qui consiste en un diviseur hyperfréquence et des coupleurs directifs
permettant de distribuer un signal de test dans les N voies émission-réception de
l’antenne active. Ce procédé est robuste et performant, mais requiert une circuiterie
assez complexe qui augmente le volume de l’antenne ainsi que son coût.
Le stage proposé s’inscrit dans une démarche de recherche de simplification de
l’infrastructure physique du circuit de calibration.
Plusieurs pistes peuvent être explorées :
- Utiliser les couplages entre éléments rayonnants du réseau pour injecter un
signal depuis une ou quelques voies du réseau vers diverses voies de
réception,

- Introduire une sonde rayonnante de petite taille à proximité du réseau
d’antenne en minimisant son influence sur les éléments rayonnants et en
l’utilisant comme moyen de distribution d’un signal de calibration.
Le premier procédé est le plus ambitieux car il vise à supprimer tout matériel
supplémentaire dédié à la calibration. Avec les seules voies émission et réception
existantes, on cherche à profiter des couplages entre éléments rayonnants pour
distribuer et transmettre les signaux de calibration. Néanmoins, des questions
techniques nombreuses se posent : comment éviter que les signaux émission
employés pour calibrer les voies de réception ne saturent ces dernières ; les valeurs
de couplage sont-elles suffisamment stables pour garantir une précision correcte de
la calibration ; l’effet de l’environnement extérieur met-il en danger la précision de la
calibration (par exemple gouttes de pluie sur le radôme) ?
Le second procédé fait appel à un matériel simplifié : un seul élément rayonnant relié
à une ligne de distribution. Il soulève des questions radioélectriques spécifiques :
comment ajuster les dimensions de la sonde de test et son impédance de charge de
manière à minimiser les couplages avec les éléments rayonnants du réseau tout en
captant suffisamment d’information pour rendre possible une calibration de qualité à
l’intérieur de la bande de fréquence du radar ? Différentes natures d’éléments
rayonnants miniatures peuvent être envisagées : monopôles, dipôles, circuits
rayonnants à base de métamatériaux, etc.
Pour répondre à ces questions et mener l’étude à bien, il faudra tout d’abord faire
une recherche bibliographique pour analyser les solutions proposées dans la
littérature spécialisée qui répondent aux exigences énoncées.
Les principales solutions jugées dignes d’intérêt seront décrites, analysées puis
simulées au moyen d’outils électromagnétiques (HFSS ou équivalent) et d’outils
circuits (ADS ou équivalent).
Les performances, avantages et inconvénients des solutions seront présentées de
manière à orienter de futurs choix matériels.
Le stage pourra se dérouler en partie sur le site de THALES à LIMOURS (91) et sur
le site de l’IETR.
Ce stage est rémunéré.
Pré-requis :
• Formation en électromagnétisme, hyperfréquence et antenne, niveau Master 1 ou 2
• Connaissance des logiciels de simulation ADS et HFSS
Durée : 4 à 6 mois
Période : Date de début du stage : 1er trimestre 2013
Si cette opportunité vous intéresse, merci de postuler par e-mail adressé à :
olivier.maas@thalesgroup.com
en précisant l’intitulé du stage cité en référence dans l’objet du mail, et en joignant
votre CV.