Projet ANR-11-ASTR-0017 – GRAIK : Grand Reflectarray Imageur en bande Ka
Programme : Accompagnement Spécifique de Travaux de Recherches et d'Innovation Défense (ASTRID) 2011
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Monsieur Herve LEGAY (THALES ALENIA SPACE France)
Partenaires : THALES ALENIA SPACE FRANCE; Laboratoire public
Montant : 294603.0 euros
Date de début : 2011
Durée : 30 mois
Résumé : Le projet a pour objectif de démontrer la faisabilité d’une antenne à grand nombre de faisceaux en bande Ka, pour les télécommunications civiles et militaires. Ce besoin est clairement identifié pour les systèmes multimédia, dans l’objectif d’accroître leur capacité. Réaliser des faisceaux fins procure également une meilleure robustesse au brouillage sur les théâtres d’opérations, et est donc très attractif pour les télécommunications militaires.
L’obtention de faisceaux fins nécessite une très grande ouverture antenne. Le diamètre maximal réflecteur actuellement en Europe est de 2.4*3,6 m2. Une solution à base de réseau réflecteur (reflectarray antenna) dépliable est en cours de développement à Thales Alenia Space (TAS), mais est pour l’instant envisagée uniquement pour les bandes basses (L, S, C). Cette solution antenne est idéale pour les tailles d’antennes comprise entre 4m et 8m. Elle permettra de proposer des solutions alternatives aux grands réflecteurs dépliables américains, tout en nécessitant des coûts de développement nettement plus faibles.
La montée en fréquence des grandes ouvertures rayonnantes se heurte à des problèmes de précision de fabrication et de déformées thermo-élastiques de l’ouverture. L’ensemble se traduit par des dégradations importantes de la qualité des faisceaux.
L’idée de rupture proposée ici consiste à utiliser cette grande ouverture dans une nouvelle configuration, appelé réseau imageur. Le réseau imageur est constitué d’un système de deux réflecteurs confocaux, l’un très grand, l’autre petit, agissant comme un magnificateur d’un réseau primaire de taille réduite. Avec une telle architecture, il devient possible de compenser l’effet des déformées statiques et dynamiques à l’aide de déphaseurs placés au niveau du réseau focal. La démonstration de cette faisabilité constitue le premier objectif de ce projet. Elle sera appliquée au cas particulier d’un grand reflectarray. 
Le second point critique d’une telle architecture antennaire réside dans le formateur multifaisceaux. Une approche innovante et vierge d’antériorité en propriété intellectuelle est développée à l’Institut d’Electronique et de Télécommunications de Rennes (IETR). Il s’agit d’un formateur dit « Pill-Box ». Nous proposons de réaliser dans ce projet la première démonstration d’un tel formateur de faisceaux à deux dimensions. Le concept est d’ailleurs original et fait actuellement l’objet d’un dépôt de brevet conjoint IETR / TAS.
Cette démonstration expérimentale, associée au dimensionnement optimal de l’architecture antenne, et à la démonstration de la possibilité de compenser les imperfections d’un grand reflectarray montrera la faisabilité d’un tel sous système antenne.
Ce projet permettra de lever les deux points critiques identifiés pour une telle solution antenne. Il ouvrira des perspectives considérables car le produit visé correspond à un besoin prioritaire pour les communications militaires avec des petits terminaux sur les théâtres d’opération, ainsi que pour le multimédia civil à très haut débit.