Low Profile and Multiband Electromagnetic Bandgap Antennas for Avionics Applications

Les antennes d’avion présentent de nombreux défis de conception, car leur placement à l’extérieur de la cellule augmente la traînée, la consommation de carburant, les risques d’interférences électromagnétiques et peut affecter l’interopérabilité des systèmes avioniques. Cette thèse présente la conception d’antennes multibandes à profil bas réduisant le nombre d’antennes placées sur la cellule et pouvant être intégrées à une radio avionique logicielle (SDAR) gérant les radios avioniques sur une plateforme matérielle unique. Une antenne radioaltimètre (RadAlt) présente de faibles niveaux de lobes secondaires et des caractéristiques d’isolation élevées sur toute la bande de fréquences de fonctionnement de 4,2 GHz à 4,4 GHz grâce à la conception d’un réseau de patchs empilés avec une structure de bande interdite électromagnétique unidimensionnelle circulaire conçue pour supprimer les courants de surface dans le plan H. Une analyse de traînée est réalisée et démontre que l’antenne RadAlt à profil bas proposée a un effet minimal sur la traînée globale de l’avion. Un concept d’antenne multibande est présenté pour les équipements de mesure de distance (DME), les systèmes anticollision (TCAS), la surveillance dépendante automatique en diffusion (ADS-B) et les applications RadAlt. Des configurations à un ou deux ports sont proposées pour l’antenne multibande. Des rayonnements omnidirectionnels sont obtenus pour les systèmes TCAS, DME et ADS-B dans la bande de fréquences de 0,96 GHz à 1,215 GHz, en concevant un résonateur à cavité alimenté par sonde. Les rayonnements directionnels sont réalisés en plaçant un réseau de patchs sur les couches supérieures de la cavité pour un rayonnement directionnel adapté aux applications RadAlt. Tout d’abord, un concept d’antenne à deux ports est réalisé en fournissant deux alimentations isolées pour le réseau de patchs et la cavité. En alternative, et dans le contexte d’un système radio basé sur SDAR, une antenne monoport est réalisée en concevant un répartiteur de puissance tridimensionnel pour alimenter la cavité inférieure et le réseau de patchs supérieur avec un seul port d’alimentation.