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Antennes en matériaux composites pour éléments de carosserie communicants

par DIRE - publié le , mis à jour le

Antennes en matériaux composites pour éléments de carosserie communicants

Xavier Castel, Mohamed Himdi (Institut d’Electronique et de Télécommunications de Rennes)
Patrick Parneix (DCNS Research)
Cyrille Le Meins (Thales Communications & Security)
Franck Pautrot (Plastima composites)

Antennes en matériaux composites pour éléments de carosserie communicants

L’augmentation croissante du nombre d’antennes embarquées, notamment sur les véhicules terrestres, génère des difficultés d’intégration de plus en plus complexes à résoudre : problèmes de masquage, problèmes de compatibilité électromagnétique, problèmes d’intégration physique, problèmes de signatures pour les porteurs militaires. Parallèlement, les matériaux composites offrent des voies intéressantes en raison de leurs qualités naturelles (légèreté, absence de corrosion, ...) mais également grâce à leur aptitude à intégrer en leur sein même différentes fonctionnalités. Les travaux de recherche présentés ici proposent des solutions innovantes à ces problématiques.

Des matériaux composites ont été fabriqués à partir de tissus de fibres de carbone, de tissus de fibres de verre et de résines thermodurcissables. Ils ont été caractérisés électriquement (DC) et en hyperfréquences. Des antennes ont été conçues numériquement à l’aide de logiciels de simulations électromagnétiques (HFSS, CST, FEKO) à partir des caractéristiques extraites de ces matériaux, puis ont été fabriquées et caractérisées en hyperfréquences. Deux techniques de fabrication ont été utilisées : l’infusion sous vide et le moulage de tissus pré-imprégnés. Leurs performances en hyperfréquences ont été comparées à celles d’antennes métalliques standard. Les résultats obtenus valident totalement le concept d’antennes en matériaux ‘tout composite’ et sont un préambule au développement de panneaux structuraux communicants en matériaux composites intégrés aux véhicules. Les antennes ‘tout composite’ présentées permettent d’assurer la communication dans les bandes GSM et UMTS, la réception GPS et l’émission/réception du signal Wi-Fi. D’autres applications peuvent bien évidemment être développées.

Ces travaux ont été menés dans le cadre du projet collaboratif FUI’09 SAMCOM (SystèmesAntennaires en Matériaux COMposites).