Conception d´antenne avec optimisation des lobes réseau : application au partitionnement en sous réseaux d´une antenne radar

par Louis Blanchard

Thèse de doctorat en Informatique, temps réel, robotique et automatique

Sous la direction de Jean-Paul Zolesio.

Soutenue en 2007

à Paris, ENMP .


  • Résumé

    Depuis quelques années, l´intérêt des antennes réseaux se confirme pour de nombreux domaines d´application et notamment en radar et en télécommunications. La raison d´être de ce type d´antenne réside, dans la possibilité de modifier le diagramme de l´antenne, en ajustant électroniquement les coefficients de pondération de l´antenne réseau, afin de former des diagrammes spécifiques sans aucun déplacement mécanique de l´antenne. Le but de ce travail est de définir et d´analyser un nouveau concept, relatif à la modélisation des problèmes de synthèse d´une antenne réseau, par le biais d´une formulation bicritère, qui se veut une alternative au critère de conformation du diagramme à un gabarit donné. Par ailleurs, l´élaboration de ce concept d´optimisation bicritère a nécessité, pour résoudre les problèmes de syntèse d´une antenne réseau, d´aborder deux domaines majeurs de l´analyse mathématique. Le premier concerne les problèmes d´optimisation différentiable sous contraintes dans le cadre du problème de géométrie optimale consistant à optimiser les coefficients de pondération de l´antenne ainsi que sa géométrie, et pour lequel une méthode déterministe basée sur l´algorithme de Newton-Raphson tangentiel a été utilisée. Le second concerne les problèmes d´optimisation topologique par déformation de domaine dans le cadre du problème de partitionnement optimal en sous-réseaux pour des antennes radar composées de plusieurs milliers de sources. En conclusion, la méthode d´optimisation bicritère peut ainsi être utilisé, aussi bien dans le contexte des télécommunications pour les antennes réseaux dédiées à la téléphonie mobile, que dans celui des antennes réseaux pour les radars de défense aérienne.

  • Titre traduit

    Optimal conception of array antennas : application to radar with subarray partitioning


  • Résumé

    The synthesis of an array antenna is a inverse problem. The applications of this problem are civil : telecommunication and satellites, but also military : air defense radars. In an array antenna, each element is weighted using the ponderation term and consequently the array antenna beamforming can evolves toward a desired pattern without any mechanical movement of the antenna. The aim of this study is the analysis of a new concept in the antenna synthesis problem, based on a bi-criteria formulation of the antenna beamforming, which is an alternative to the problem of pattern synthesis. Moreover, in order to solve antenna synthesis problem based on this bi-criteria formulation, we need to address two major areas of mathematical analysis. The first area concerns differentiable optimization problems under constraints, consisting in optimizing both ponderation and geometry of the array antenna, and for which a deterministic method based on a tangential Newton-Raphson algorithm is used. The second area concerns the topological optimization problem by moving domains used in the problem of optimal partitioning of an array antenna into sub-array, in the case of radar made by a thousand elements. To conclude, the bi-criteria optimization method can be used, both as in a civil context for array antennas dedicated to mobiles phone, and as in a military context for air defense radars.

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  • Détails : 1 vol. (180 p.)
  • Annexes : Bibliographie 60 réf.

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