Contribution à l'étude et la conception d'une antenne réseau à balayage électronique pour liaisons de données haut-débit entre un drone et un satellite en bande Ka

par Thomas Lambard

Thèse de doctorat en Micro-ondes, électromagnetisme et optoélectronique

Sous la direction de Sylvain Bolioli et de Mohamed Himdi.

Soutenue en 2010

à Toulouse 3 .

mots clés

• Antenne à balayage électronique
• Bande Ka
• Déphaseur à diodes varicap
• Antennes imprimées
• Antennes (électronique) -- Thèses et écrits académiques
• Systèmes de balayage -- Thèses et écrits académiques
• Satellites artificiels dans les télécommunications -- Thèses et écrits académiques
• Déphaseurs -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Les antennes intégrées sur des plates-formes terrestres ou aériennes seront un des points clés dans les futurs systèmes de communications par satellite. Parallèlement, l'augmentation des débits de données conjuguée à la saturation des bandes de fréquences usuelles conduit à une montée en fréquences des liaisons de données par satellites. Les travaux présentés s'inscrivent dans ce contexte, ils ont pour objet l'étude, le design et le développement d'un réseau d'antennes à balayage électronique sur drone fonctionnant à 30GHz. L'étude porte tout d'abord à la définition des caractéristiques types d'un système antennaire monté sur drone. Elle se poursuit par l'analyse, le design et la réalisation de composants du système antennaire (sources rayonnantes et déphaseurs). La dernière partie de l'étude, porte sur la mise en œuvre d'une antenne à balayage électronique fonctionnant à 30 GHz.

Titre traduit

Study and conception of a phased array antenna for high data rate SATCOM on UAV in Ka-band

Résumé

Low profile antennas will be important in future communications. Low profile phased array antennas allow to make easier the antenna integration and to shift the main beam over a wide area. At the same time, the increase of data rates and the saturation of classical frequency bands lead to operate data transmission at higher frequencies. The aim of this work is so the study, the design and the making of a phased array antenna for high data rate SATCOM on UAV (Unmanned Aerial Vehical) at 30 GHz. Firstly, the main characteristics of the phased array antenna have been defined. After, three printed antennas have been designed, made and measured, in order to have a wide scan phased array with a good circularly polarization. Phase shifters with varactor diodes have been also studied. The purpose is to minimize the insertion loss and to have a 360° phase shift. Finally, a phase array antenna has been designed, from the previous studies.