Antenne réseau-réflecteur reconfigurable pour hautes puissances utilisant des actionneurs électromécaniques

Les satellites de télécommunication actuels utilisent majoritairement des antennes paraboliques, ce qui remplit correctement les objectifs de mission demandant souvent de hautes puissances de transmission, mais pose problème au lancement étant donné la taille et la masse des réflecteurs. De plus, ces antennes ne permettent que très peu de reconfiguration du diagramme de rayonnement une fois le satellite dans l'espace. Afin de tenter de régler ces problèmes, le présent mémoire expose un réseau-réflecteur à guide d'ondes dont le diagramme de rayonnement est ajustable mécaniquement et analogiquement tout en transmettant de hautes puissances et en ayant une bonne efficacité. Un déphaseur représentant une cellule du réseau-réflecteur est d'abord présenté. Le principe général de ce déphaseur est d'utiliser un court-circuit mobile afin de varier la longueur d'un guide d'ondes. Le premier prototype testé utilise une feuille de matériau ferromagnétique, du 2705M de la compagnie Metglas placée à l'intérieur d'un guide d'ondes de 18 mm de large par 6,669 mm de haut. Cette feuille crée un contact capacitif par le biais de rubans de polyimide insérés entre la feuille et les parois du guide d'ondes. En plaçant la feuille de 2705M de manière à court-circuiter ce dernier, ce qui réfléchit l'onde incidente, et en contrôlant la position du court-circuit ainsi créé à l'aide d'aimants, on arrive à changer la longueur du guide d'ondes, et donc le déphasage. Cependant, en pratique, cette méthode a donné de piètres résultats autant en amplitude (le 2705M étant un matériau assez résistif) qu'en déphasage (la position du court-circuit étant très difficile à contrôler). Une autre méthode de déphasage a donc été développée. Suivant le même principe de changement de longueur de guide d'ondes, un bloc d'aluminium comportant un aimant a été utilisé au sein du même guide d'ondes que précédemment plutôt qu'une feuille de matériau ferromagnétique et de rubans de polyimide. La position du court-circuit est contrôlée à l'aide d'un bloc ferromagnétique interagissant avec le champ magnétique de l'aimant. Ce bloc ferromagnétique est fixé à un moteur pas-à-pas à mouvement linéaire situé à l'extérieur du guide d'ondes. Le moteur est lui-même contrôlé par un étage de commande et un microcontrôleur. Cette manière de faire assure un contrôle analogique de la phase via le positionnement du curseur du moteur pas-à-pas, à condition d'utiliser des composants électroniques appropriés. De plus, une configuration appropriée des composants électroniques assure une consommation très faible de puissance d'environ 400 μW par cellule.