Conception d'un sous-réseau d'antennes à résonateur diélectrique pour radar à synthèse d'ouverture destiné à la mesure de masse de neige

Le réchauffement global entraîne une réduction de la couverture de neige dans l'Arctique canadien et éventuellement à une hausse du niveau des océans. La recherche proposée s'inscrit dans le développement d'un système de télédétection pour mesurer l'épaisseur de neige. Le principe de la mesure est basé sur la réponse différentielle de rétrodiffusion de la neige à 13.5 et 17.2 GHz (bande Ku). Le projet consiste à développer un sous-réseau linéaire qui ferait partie d'une antenne de radar à synthèse d'ouverture (RSO) montée sur un satellite en basse orbite. Le défi consiste à concevoir un sous-réseau qui pourra fonctionner sur deux bandes de fréquences et deux polarisations linéaires orthogonales. Le défi technique le plus important de ce projet est de faire coexister sur un même élément deux ports d'excitation de l'élément de base, soit un port par polarisation, et d'obtenir une réponse à double-bande ou large bande stable sur chaque port. Une excellente isolation entre les polarisations est requise pour maintenir les bonnes performances du radar. En plus, cet élément et son réseau d'alimentation devront demeurer compacts pour limiter l'apparition de lobes discordants lorsque le faisceau du radar sera balayé. Dans ce mémoire, la conception d'un réseau d'antennes à résonateurs diélectriques est proposée pour répondre au cahier des charges. D'abord, une analyse mathématique des modes excités permet la conception d'une antenne à résonateur diélectrique fonctionnant à une seule polarisation et étant à bande duale. Un sous-réseau 2x2 est fabriqué et testé afin de valider la conception de cet élément. Par la suite, une antenne à résonateur diélectrique à bande et polarisation duale est conçue et fabriquée. La fabrication de l'antenne pose des défis techniques importants. Des défauts de fabrication causent une détérioration des résultats mesurés. Par la suite, la simulation des performances d'un réseau 32x32 est abordée. Pour y arriver, le patron d'un élément dans l'environnement du réseau est calculé afin de tenir compte du couplage mutuel. Les performances de ce réseau dépassent les attentes du cahier des charges, sauf lorsque le faisceau est balayé en élévation. Dans ce cas, le requis sur les lobes discordants n'est pas respecté et des solutions sont envisagées.