Grâce aux développements technologiques et informatiques des dernières années, la radioastronomie va vivre un nouvel âge d’or à travers la construction du plus grand télescope au monde: le Square Kilometre Array (SKA), un réseau d’antennes avec une surface collectrice totale d’un kilomètre carré. En 2019 pourrait commencer la première phase de la construction du projet, dite SKA1, représentant près de 10 % de la surface collectrice cible, sous forme de 2 radiotélescopes à construire dans les déserts du Karoo (Afrique du Sud) et de Murchinson (Australie).

     

 

Le centre de recherche astronomique canadien (DRAO) a récemment terminé le démonstrateur de faisceau d’antennes focalisé (AFAD). Ce démonstrateur est composé de 41 éléments d’antennes Vivaldi de 5mm d’épaisseur chacun. Cela permettra de placer l'amplificateur à faible bruit (LNA) à proximité du point d'alimentation de l'antenne, réduisant ainsi la perte de ligne de transmission et le bruit. [1]

 

 

Le stage concerne la conception d’un large réseau d’antennes (large antenna array) convenable pour l’intégration dans le plan focal d’une parabole de 26m de diamètre. Pour optimiser la formation des faisceaux (beamforming), l’effet de couplage sur la performance des antennes à larges bandes doit être pris en considération et des méthodes de calcul (Macro Basis Function (MBF), Aray Scanning Method (ASM)) seront appliquées pour accélérer la simulation numérique. [2]

 

Durant ce stage vous allez construire une connaissance approfondie sur le sujet des antennes : leurs paramètres principaux et les caractéristiques de leurs différents types. Vous allez maîtriser la simulation numérique des antennes à l’aide d’un logiciel commercial, un simulateur développé en collaboration avec l’Université catholique de Louvain UCL, et une utilisation intense du logiciel Matlab pour l’analyse des résultats. En plus, vous serez responsable de la réalisation et de la mesure des prototypes correspondants. [3]

 

Le plan proposé :

 

S1-S2 : Formation : Antenne et Simulateur.

S3-S4 : Bibliographie : Introduction aux antennes larges bandes.

S5-S6 : Conception d’une première antenne.

S7-S8 : Formation : Optimisation paramétrique des antennes.

S9-S10 : Optimisation de l’antenne Vivaldi 3D.

S10-S11 : Evaluation de l’antenne dans un réseau.

S12-S13 : Evaluer les effets de couplage.

S14-S15 : Finaliser l’antenne optimisée.

S15-S16 : Réalisation du prototype.

S17-S18 : Mesure du coefficient de réflexion et comparaison aux simulations.

S19-S20 : Mesure du diagramme de réflexion en chambre anéchoïque.

S21-S22 : Finaliser le rapport final.

Ce stage pourrait aboutir à un séjour de recherche à l’étranger payé par le centre de recherche et probablement débuter une thèse de doctorat. (à confirmer)

 

Référence :

[1] A. J. Beaulieu, L. Belostotski, T. Burgess, B. Veidt and J. W. Haslett, "Noise Performance of a Phased-Array Feed With CMOS Low-Noise Amplifiers," in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 15, no. , pp. 1719-1722, 2016.

[2] Craeye, Christophe ; Sarkis, Rémi. Finite Array Analysis Through Combination of Macro Basis Functions and Array Scanning Methods. In: Applied Computational Electromagnetics Society Journal, Vol. 23, no. 3, p. 255-261 (2008)

[3] R. Sarkis, B. Veidt and C. Craeye, "Fast numerical method for Focal Plane Array simulation of 3D Vivaldi antennas," 2012 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications, Cape Town, 2012, pp. 772-775.

 

Supervisor(s): 
Dr. Rémi Sarkis
Start Date: 
Tuesday, January 24, 2017
Duration: 
5 months
Person of Contact: 
remi.sarkis@ua.edu.lb