fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche du Lincoln Laboratory du MIT a développé un prototype d'antenne nommé « Réseau réflecteur à formation de faisceau agile et antibrouillage hébergé » (HoNi BAJR), conçu pour protéger les liaisons de communication tactique par satellite dans les constellations en orbite basse diffusée (pLEO) contre les interférences, avec un faible encombrement, poids, consommation électrique et coût (SWaP-C).
Dans un environnement contesté, les communications tactiques par satellite (SATCOM) doivent garantir la sécurité des canaux contre les interférences. En raison du grand nombre de satellites dans la constellation pLEO, les exigences en matière de SWaP sont très élevées, et les menaces incluent le brouillage des signaux et la collecte de renseignements électromagnétiques. Modifier en temps réel la forme du faisceau de l'antenne pour protéger les signaux des utilisateurs au sol est essentiel pour maintenir la communication entre le satellite et l'utilisateur. Michael Craton, du groupe SATCOM tactique du Lincoln Laboratory, a déclaré que face aux défis futurs, il est nécessaire de concevoir des ouvertures radiofréquences évolutives, à faible SWaP-C et sans sacrifier les fonctionnalités, c'est-à-dire obtenir des performances élevées avec du matériel moins coûteux et anticiper les menaces potentielles.
Les réseaux d'antennes adaptatifs empêchent les interférences en modifiant rapidement l'état du faisceau (formation de faisceau adaptative) et en plaçant des zéros dans des directions spécifiques. Cependant, leur SWaP élevé limite leur application dans des environnements contraints comme pLEO. Pour y remédier, l'équipe a développé le prototype de réseau réflecteur à balayage HoNi BAJR, dont la surface est composée d'éléments réfléchissants contrôlables individuellement. Lorsque le signal frappe la surface, chaque élément réfléchit l'énergie avec un déphasage spécifique pour former un faisceau et bloquer les interférences. Cette structure de réseau réflecteur est simple, facile à étendre et à contrôler. Par rapport aux réseaux phasés, elle ne nécessite pas d'amplificateur pour chaque élément ; le signal est collecté par une antenne source et combiné dans l'espace libre, réduisant ainsi considérablement le SWaP, avec une consommation électrique réduite d'environ 95 %.
Le prototype HoNi BAJR est spécialement conçu pour les communications dans la constellation pLEO, avec une couverture pouvant s'étendre jusqu'à l'horizon et une adaptation aux utilisateurs à faible puissance. L'équipe a validé sa capacité de formation de faisceau dans une installation de test de systèmes RF, démontrant avec succès des angles de balayage élevés, indiquant que le réseau peut recevoir des signaux sur une large plage. Les tests ont également montré une perte de signal très faible lors de la synthèse de faisceaux multiples ou divisés, ce qui suggère qu'il peut envoyer des signaux à plusieurs utilisateurs sans perte d'informations.
La suppression des interférences provenant de signaux nuisibles, tels que ceux des stations de base ou des équipements électroniques, est cruciale pour le bon fonctionnement de l'antenne. En s'appuyant sur deux projets internes, le réseau réflecteur à balayage électronique déployable (DESRa) et la formation de faisceau analogique en phase (PhAB), l'équipe a validé la capacité de placement adaptatif des zéros et de suppression des interférences en temps réel. Cependant, dans l'environnement de signal dynamique de HoNi BAJR, il peut ne pas y avoir suffisamment de temps pour que le faisceau s'adapte rapidement. L'équipe a innové en proposant de créer des zones de suppression d'interférences en façonnant les lobes secondaires du faisceau, plutôt que de cibler des points d'interférence individuels. Cette technique présente des lacunes lors des tests, car les lobes secondaires sont sensibles aux variations minimes du signal et difficiles à contrôler, mais un étalonnage approprié pourrait améliorer les performances.
L'étalonnage est l'un des principaux défis de l'exploitation des réseaux réflecteurs, sans précédent à ce jour, et l'équipe recherche activement des méthodes. Un étalonnage précis améliore la formation et le façonnage du faisceau, permettant d'exploiter pleinement les performances du réseau. Parallèlement, l'équipe explore les scénarios d'application optimaux pour les réseaux réflecteurs. Les premières études montrent que cette technologie convient aux environnements de signal présentant des interférences diffuses, dans le cadre de la planification de faisceaux, de la faible dynamique ou de la forte dynamique avec un bon étalonnage, ainsi que pour les plateformes à puissance limitée. Craton a souligné que la conception du matériel est un défi, mais que l'intégration de la technologie dans un système complet répondant aux besoins de la mission est encore plus difficile. L'équipe estime que les réseaux réflecteurs à balayage offrent un potentiel considérable pour les missions concernées, mais qu'il est nécessaire d'établir d'abord les capacités requises. Les travaux futurs se concentreront sur l'exploration plus approfondie des modes d'application, l'amélioration de l'étalonnage et le perfectionnement des capacités de formation de faisceau.
