Stagiaire Ingénieur - Co-design d’antennes et de radôme en bandes millimétriques pour applications radar

La diversité des applications radar visées nécessite d’adapter et d’optimiser à la fois la brique traitement du signal et logiciel embarqué (SW), et la brique matérielle (HW) d’émission / réception hyperfréquences. Cette dernière comprend en particulier le design des antennes d’émission / réception dont les caractéristiques de rayonnement permettant d’ajuster le champ de vision du radar (portée de détection, sélection spatiale) ; leur placement, leurs gains et directivités, leur polarisation ainsi que leur largeur de bande de fonctionnement sont autant de paramètres à prendre en compte dans un cahier des charges technique initial. Viennent s’ajouter à cela des contraintes de coûts et d’industrialisation (faisabilité technique et étude de robustesse du design en fonction des contraintes et précision d’assemblage et de fabrication). Ainsi des topologies d’antennes différentes peuvent être privilégiées en fonction de l’application visée.

De plus, le capteur final étant nécessairement encapsuler dans un boîtier (interface mécanique protectrice de l’électronique par rapport à l’environnement extérieur), ces antennes se retrouvent en vis-à-vis d’une interface mécanique appelée radôme. Jusqu’à présent, la prise en compte de l’impact de ce radôme n’intervient que dans un second temps, une fois le design des antennes figé, ce qui impose de le rendre le plus transparent possible vis-à-vis des signaux HF émis et/ou reçus par chaque antenne, ainsi que d’être vu de façon « cohérente » quelle que soit l’antenne.

Dans ce contexte, d’autres cas de figure plus spécifiques et/ou contraints peuvent se présenter ou être d’intérêt, comme par exemple :

·       Utiliser le radôme pour modifier le rayonnement primaire des antennes (focalisation, formation de faisceaux) ;

·       Préserver les caractéristiques primaires de rayonnement des antennes avec des contraintes mécaniques de forme extérieure du radôme (boîtier aérodynamique par exemple) ;

ce qui complexifie à la fois le design du radôme et les contraintes d’assemblage avec les antennes.

Le stage s’inscrit dans l’investigation de ce genre de cas de figure qui nécessitent d’explorer d’autres approches et méthodes de design. En particulier, l’étude de ce type de configurations met sur la table l’approche plus générale du co-design entre le radôme et les antennes. Le recours à une telle approche reste pour le moment très complexe tant elle est vaste à aborder et à mettre en œuvre (avec la prise en compte de toutes les contraintes mécaniques d’assemblage et de précision de fabrication) ; cette approche pourra ainsi être l’objet d’une partie de ce stage.

🛠 Outils envisagés