Offre de thèse CIFRE - Carrefour des étudiants

Offre de thèse CIFRE
Lieu : Supélec
3 rue Joliot-Curie
91192 Gif sur Yvette Cedex
Responsable à contacter : DOMINIQUE PICARD
Professeur
Département EMG
Supélec
3 rue Joliot-Curie
91192 Gif sur Yvette Cedex
Tél : 01 69 85 15 55
Email : [email protected]
Domaines de compétence de la thèse : Electromagnétisme, propagation, antennes, mesures hautes fréquences,
programmation
Rémunération : Ingénieur position 1
Début de la thèse : septembre-octobre 2012
Candidature : CV + notes M1 et M2
Sujet de la thèse :
Caractérisation des paramètres radioélectriques des satellites du futur
La technique la plus répandue actuellement pour la mesure des paramètres radioélectriques d’un satellite est la mesure
en champ lointain dans une base compacte. Cette technique permet à la fois de déterminer les paramètres des antennes
(diagrammes de rayonnement en co-polarisation et en cross-polarisation, mesure de gain) et les paramètres de charge
utile (Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente –PIRE-, Saturated Flux Density –SFD- , facteur de mérite G/T, Gain
fonction de la fréquence) d’un satellite.
Cependant, les limites actuelles des bases compactes sont atteintes à cause de l’augmentation des capacités et des
performances des satellites actuels, et les solutions mises en œuvre pour repousser ces limites entrainent des durées
d’essais de plus en plus élevées, en contradiction avec la tendance à la réduction de la durée de développement d’un
satellite. Les satellites de la prochaine génération ne font qu’aggraver ce constat, pour les raisons suivantes :
- augmentation de la taille et de la masse des satellites
- augmentation du nombre d’antennes à tester
- type d’antennes à tester (antennes classiques ou « parapluie » de grande à très grande taille, antennes
multifaisceaux, antennes réseaux, …)
Il devient primordial de repenser la manière de mesurer ces paramètres radioélectriques si on veut en réduire la durée.
Une réduction d’un facteur 3 est un objectif à atteindre à moyen terme. La technique la plus prometteuse semble être le
champ proche et, dans le cas de satellites avec des antennes à fort gain réparties sur l’ensemble du satellite, le champ
proche planaire de grandes dimensions. Cette technique permet aujourd’hui de mesurer les paramètres des antennes
(diagrammes de rayonnement et gain), mais, pour conserver une durée d’essais correcte, un nombre de fréquences
relativement restreint (de l’ordre d’une dizaine) est mesurée. Or, pour les mesures de gain, les demandes client
s’orientent plutôt vers des mesures à plusieurs centaines de fréquences (de 500 à 1000), ce qui rendrait les durées de
mesures totalement rédhibitoires. De même, la technique en champ proche ne permet pas de mesurer (ou, au moins,
avec le même degré d’efficacité) les paramètres de charge utile. Par conséquent, si la technique en champ proche est un
candidat prometteur pour caractériser les paramètres radioélectriques d’un satellite, il est absolument indispensable
d’améliorer les points faibles de cette technique pour qu’elle puisse être définitivement adoptée.
L’objet de cette thèse sera de mettre au point de nouveaux développements théoriques et pratiques afin d’améliorer
cette technique. Comme cela est indiqué ci-dessus, plusieurs points seront à étudier et plusieurs pistes pourront être
explorées :
- pour la mesure de gain, étude de la réduction du nombre de fréquences par interpolation : à partir d’une base
de données d’antennes et de résultats d’essais associés, réaliser une analyse physique pour valider la méthode
d’interpolation trouvée
- pour la mesure de gain, développement d’une méthode directe au lieu de la méthode par substitution
- pour la mesure de gain, réduction du nombre de points spatiaux
- pour la mesure de PIRE, développement d’une méthode directe au lieu la méthode par substitution
2
-
pour la mesure de SFD, développement et mise au point d’une méthode de mesure
pour la mesure de G/T, développement et mise au point d’une méthode de mesure
Le plan de cette étude se divisera en deux grandes parties :
- une première partie théorique pour améliorer ou définir les méthodes de mesure des paramètres radioélectriques d’un
satellite à l’aide d’un champ proche
- une seconde partie pratique qui permettra de vérifier et de valider expérimentalement les développements théoriques
de la première partie. Cette validation expérimentale sera réalisée à partir de mesures effectuées sur une maquette de
charge utile, préalablement mesurée en base compacte.
Cette étude doit donc permettre, à terme, de valider de nouvelles méthodes de mesures en champ proche pour la
caractérisation des paramètres radioélectriques d’un satellite, permettant ainsi à l’industrie spatiale française de
conserver sa compétitivité face à la concurrence mondiale.