Antenne Multifonction pour Radar et Communication

par Samir Ouedraogo

Thèse de doctorat en Electronique et Optoélectronique, Nano- et Microtechnologies

Sous la direction de Régis Guinvarc'h et de Israel Hinostroza.

Soutenue le 09-01-2018

à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Electrical, optical, bio-physics and engineering (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec CentraleSupélec (2015-....) (établissement opérateur d'inscription) et de SONDRA (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2004-....) (laboratoire) .

Le président du jury était Élodie Richalot.

Le jury était composé de Mohammed Serhir.

Les rapporteurs étaient Thierry Monédière, Marc Hélier.


  • Résumé

    Afin de répondre à la demande croissante de nouveaux services, les objets que nous utilisons au quotidien (les smartphones, les voitures, les avions, etc.) tendent à intégrer de plus en plus de systèmes radio tandis que l’espace disponible pour l’intégration de ces éléments est de plus en plus réduit. Ces systèmes radio nécessitent l’utilisation de plusieurs antennes devant répondre à des critères de compacité, d’isolation, de coût, etc. À titre d’illustration, un smartphone contient plusieurs antennes pour assurer des fonctions telles que la téléphonie, la navigation, la connexion à internet par WiFi, les liaisons Bluetooth, la technologie NFC (Near-Field Communications) et ce nombre tend à s’accroitre considérablement avec l’émergence de nouveaux services. Le même phénomène se retrouve également au niveau des plateformes aéroportées où des fonctions telles que la communication, la navigation, le radar, etc. sont utilisées. Cela conduit donc à la nécessité de réduire le nombre d’antennes en regroupant par exemple plusieurs fonctions au sein d’une même et unique antenne. Dans de précédents travaux de recherches, J. Euzière a démontré la possibilité de combiner une fonction radar et une seconde fonction (ici de communication) en utilisant un réseau de 16 monopoles initialement dédié au seul radar, grâce au Time Modulated Array (TMA). De cette façon, les deux fonctions utilisaient la même fréquence et étaient alimentées par une seule source. L’objectif principal de cette thèse est de proposer une solution d’antenne multifonction pour radar et communication encore plus compacte (constituée d’une seule antenne). L’idée est de partir d’une solution antennaire déjà existante et d’y apporter les modifications nécessaires à l’ajout d’une seconde fonction, sans pour autant augmenter la surface de l’antenne ni la complexité du système.

  • Titre traduit

    Multifunction Antenna for Radar and Communication


  • Résumé

    In order to respond to the increasingly demand of new services, the objects we use on a daily basis (such as mobile phones, cars, airplanes etc.), tend to integrate more and more radio systems while the space available is limited. These radio systems require the use of many antennas that must meet multiple requirements such as compactness, isolation, costs, etc. A smart-phone, for example, contains several antennas for global navigation satellite system (GNSS), WiFi, TV, FM radio, Bluetooth, near-field communications (NFC) and the number is expected to increase as new systems are added. Another example is in airborne platforms where multiple functions such as communication, navigation, radar, electronic warfare are used. This leads to the need of reducing the number of associated antennas by regrouping several radio functions into a single antenna. However, combining the functionality of several antennas into one shared radiating element while maintaining the functionality of the various radio systems presents a great challenge. During its Ph.D, J. Euzière demonstrated the possibility to combine a radar function and a secondary function from a 16-monopole array originally dedicated to radar operation by using Time Modulated Array (TMA) technique. By this way, the two functions were operating at the same frequency and the system was powered by a single source.The main objective of this thesis is to propose a more compact antenna (a single antenna) dedicated to radar and communication operations instead of using antenna array as J. Euzière did it. The idea is to start from an existing antenna solution and make the necessary modifications to add a second function without adding additional surface and complexity. As we are interested in radar applications, we will choose a directive antenna: a horn antenna. The goal is then to study the possibility to modify the radiation pattern of the horn antenna through controllable elements (slots) and to transmit a direct modulated signal at the antenna level for the communication function. Furthermore, polarization diversity is an attractive way to increase the isolation between two applications. Thus, this aspect will be taken into account in the design of the antenna solution.


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