Nouvelles antennes à profil bas multi-standards pour application aéronautique

En avionique les antennes sont utilisées pour e˙ectuer l'interface entre le milieu extérieur et les systèmes de Radio-Navigation et Communication installés à bord de l'aéronef. Ces antennes, installées à la surface du fuselage de l'avion, sont opérationnelles pour des fréquences allant de 0.19 MHz à 40 GHz. L'antenne de référence en avionique est l'antenne lame dite ‘blade' en anglais. Il s'agit le plus souvent d'un monopôle de longueur d'onde) à polarisation verticale encapsulé dans un radôme en forme de lame fixé sur le fuselage de l'avion. La taille de cette antenne est inversement proportionnelle à sa fréquence. Pour les nombreux systèmes basses fréquences opérant dans les bandes VHF et L cette taille devient importante, ce qui est problématique pour l'avion autant au sol qu'en vol. Au sol, l'antenne à la surface du fuselage peut être endommagée lors des opérations de maintenances. En vol, ceci engendre de la traînée aérodynamique et donc une augmentation de la consommation de carburant. Malgré ces défauts d'ordre matériel, les performances de cette antenne blade (notamment en termes de gain et diagramme de rayonnement omnidirectionnel) demeurent les standards fixés par la RTCA que doivent respecter toutes nouvelles antennes installées sur un avion. Dans les enjeux écologiques du XXIe siècle, le nouveau défit des avionneurs est de concevoir l'avion écologique de demain. Des recherches sont menées pour tenter de diminuer le poids et améliorer l'aérodynamisme des aéronefs. Pour allier ces deux axes de recherche, le développement d'architectures compactes multi-systèmes/multi-standards est élaborée. Par exemple, l'utilisation de Radio logiciels SDR (software defined radio) permet de diminuer le nombre de câbles et le nombre de boîtes avions. Le SDR couplé à une antenne multi-standards à profil bas permet de diminuer la traînée de l'avion et le nombre d'antennes en surface. Les antennes multi-standards à profil bas fonctionnant avec un SDR pour les systèmes DME, TCAS, ADS-B et ILS Glideslope seront le sujet de ce mémoire. Une première antenne patch circulaire à profil bas large bande à polarisation verticale fonctionnant en bande L sera présentée. Cette dernière est multi-standards, elle fonctionne pour le système de mesure de distance DME, le système d'alerte de trafic et d'évitement de collision TCAS et le système de surveillance coopératif ADS-B. La conception de cette antenne fut réalisée en respectant les normes de la RTCA (DO-189, DO-144, DO-260) des différents systèmes cités précédemment. La hauteur électrique est de /30, ce qui représente une diminution de plus de 80% par rapport aux antennes actuellement commercialisées.