MISTRAL explore un nouveau type d’antennes miniatures intelligentes
Publié le 14/02/2020
On veut des objets communicants toujours plus compacts, certes… Mais reste le problème de la taille de l’antenne, qui se heurte aux lois de la physique. Le projet MISTRAL explorait une nouvelle voie : des antennes miniaturisées et accordables en fréquence à base de matériaux magnétoélectriques. Il en a démontré l’intérêt, notamment pour le secteur aéronautique.
La relation qui lie étroitement efficacité de rayonnement et taille de l’antenne est un obstacle à la miniaturisation des objets communicants. “Surtout quand on descend en fréquences” souligne Christophe Delaveaud, du CEA-LETI. Car plus les fréquences sont basses, plus les ondes radios sont longues, et plus grandes doivent être les antennes qui permettent de les capter.
Réduire la taille des antennes est un enjeu majeur pour toutes les applications des communications sans fil : internet des objets, machine to machine, réseaux de capteurs, mobilité… Un téléphone mobile de dernière génération cumule jusqu’à une dizaine d’antennes pour couvrir toutes les fonctionnalités sans fil qu’il héberge. Le projet MISTRAL avait pour objectif la réalisation d’antennes miniatures et agiles en fréquence capables de s’adapter à leur environnement d’utilisation et au système de communication.
À base de matériaux magnétoélectriques
Première “innovation forte” du projet, l’utilisation de matériaux magnétoélectriques pour réaliser l’antenne (et non diélectriques comme pratiqué habituellement). “Nous avons montré qu’avec ces matériaux, non seulement on ne réduit pas la bande passante mais qu’on on peut même exalter le rayonnement.”
Deuxième point fort, l’agilité en fréquence des antennes développées. Une antenne est dite “intelligente” quand elle peut se caler sur différents standards de communication et s’adapter à un contexte donné afin d’atteindre la meilleure efficacité de rayonnement. Le projet MISTRAL exploitait pour cela la capacité à modifier les propriétés magnétiques des matériaux. En particulier “en appliquant un champ de commande statique très faible, ce qui est voie très innovante”.
Des gains sensibles de consommation des avions
Le projet a étudié en particulier la possibilité de réduire la taille des antennes utilisées dans l’aéronautique. On compte parfois une trentaine d’antennes à bord d’un seul avion. L’exploitation des différents résultats du projet a permis de démontrer une miniaturisation pouvant aller jusqu’à 60% de la hauteur d’antenne aéronautique et une réduction de son poids de 30%. Ce qui engendre une diminution de la trainée globale du porteur estimée à 1,9%. Et donc une réduction conséquente de la facture de carburant comme de l’empreinte environnementale d’un trajet en avion.
MISTRAL est un projet ambitieux englobant différentes activités de recherche depuis les nanomatériaux à l’électromagnétisme haute fréquence. “C’est un projet exploratoire, qui va se prolonger par de nouveaux travaux visant une meilleure maturité technologique. Ses avancées sont applicables à de nombreux domaines : l’avion, la voiture, et toutes sortes d’objets communicants.”
MISTRAL réunissait quatre partenaires : CEA-Leti (coordinateur), Cobham Aerospace Communications, Lab-STiCC (UBO), IETR (Université Rennes 1). Il était soutenu par l’ANR (Agence nationale de la recherche).
