Soutenance de thèse Vincent Laquerbe le 12 décembre 2017 à 10h30 salles des thèses ISAE-SUPAERO

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Vincent LAQUERBE soutiendra sa thèse de doctorat, préparée au sein des équipes d’accueil doctoral ISAE-ONERA SCANR et LAPLACE, et intitulée
« Étude théorique et expérimentale d’un nouveau concept d’antenne VHF miniature et accordable par décharge plasma »
le 12 décembre 2017 à 10h30, salle des thèses ISAE-SUPAERO

devant le jury composé de

M. Thierry CALLEGARI Maître de conférences Université Toulouse 3 Invité
M. Christophe DELAVEAUD Ingénieur-chercheur CEA LETI Rapporteur
M. Laurent LIARD Maître de conférences Université Toulouse 3 Invité
M. Olivier PASCAL Professeur Université Toulouse 3 Directeur de thèse
M. Romain PASCAUD Professeur Associé ISAE-SUPAERO Codirecteur de thèse
M. Philippe POULIGUEN Responsable domaine scientifique ondes DGA/MRIS Examinateur
M. Robert STARAJ Professeur Université de Nice Sophia-Antipolis Examinateur
Mme Valérie VIGNERAS Professeur Institut Polytechique de Bordeaux Rapporteur
Illustration thèse V. Laquerbe

Résumé
La miniaturisation d’antenne est un défi important, en particulier en bande VHF où les longueurs d’onde sont grandes. Parmi les différentes techniques rencontrées dans la littérature, une approche théorique originale repose sur l’utilisation de la résonance électrostatique de sphères sub-longueur d’onde de permittivité négative (ENG pour Epsilon NeGative). L’implémentation pratique de cette solution en considérant une décharge plasma comme milieu ENG est étudiée dans ces travaux de thèse. Le plasma laisse entrevoir des potentialités intéressantes pour ce type d’antennes miniatures comme la furtivité et la reconfigurabilité en fréquence. Différents modèles analytiques sont développés afin étudier le comportement électromagnétique de petites sphères réalistes de plasma. Ces modèles permettent par ailleurs la construction de schémas numériques précis et adaptés aux simulateurs électromagnétiques commerciaux. Un prototype fonctionnel est ensuite méthodiquement conçu. La solution proposée permet l’intégration du système d’excitation de la décharge plasma au sein de l’antenne sans en perturber son fonctionnement nominal. Ce prototype permet la caractérisation des paramètres plasma de la décharge et du comportement électromagnétique du résonateur sphérique à plasma.
Mots-clés : Antennes miniatures, résonateur ENG sphérique, agilité en fréquence, décharges plasma.

Summary
Antenna miniaturisation is a major issue, especially in the VHF band whose wavelengths are significant. Amongst the solution in the litterature, a recent theoretical technique relies upon the electrostatic resonance of negative permittivity (ENG) subwavelength spheres. In this work, the use of a plasma discharge as ENG medium is under consideration. Plasma indeed suggests new potentialities for this kind of small antennas, such as stealth and frequency agility. Several analytical models are developed to study the electromagnetic response of subwavelength realistic plasma spheres. These models further allow to derive accurate numerical representations that fit commercial electromagnetic solvers. A working prototype that comprises a plasma ignition system within the antenna structure without altering its operation is then designed. It is used to both characterize the plasma discharge and the electromagnetic behavior of the plasma spherical resonator.
Keywords : Antenna miniaturisation, spherical ENG resonator, frequency tuning, plasma discharges.

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