Etude expérimentale d'antennes synthétiques utilisant des fibres en silice : Stabilisation d'un réseau d'antennes en réception

Discipline

Électronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

antennes (électronique), fibres optiques, traitement du signal, interférométrie, télescopes

Mots-clés

Astronomie - Thèses et écrits académiques,

Fibres optiques - Thèses et écrits académiques,

Télescopes - Interférométrie

L'utilisation de dispositifs de synthèse d'ouverture présente des avantages indéniables autant pour réaliser des systèmes récepteurs que pour réaliser des systèmes émetteurs à haute résolution angulaire. Dans ce type d'instruments, les chemins optiques des différents bras interférométriques du réseau doivent être contrôlés avec une grande précision afin que le dispositif puisse fonctionner en mode cohérent. Ce manuscrit présente la mise en oeuvre en laboratoire de deux dispositifs de synthèse d'ouverture dont la finalité est d'être utilisée en réception pour le premier et en émission pour le second. La première étude a consisté à étudier et à mettre en place expérimentalement un dispositif de métrologie externe d'une antenne synthétique destinée à l'observation d'objets stellaires. Ce projet se place dans le cadre d'un instrument spatialisable et met à profit les techniques fibrées disponibles au laboratoire. Cette étude est particulièrement focalisée sur le contrôle de la différence de marche entre la source et le foyer des télescopes. Cette fonction est assurée entre autre à l'aide d'un asservissement de la position des différentes ouvertures du dispositif dans le plan d'onde de l'objet observé en utilisant une méthode interférométrique. Le dispositif expérimental de laboratoire constitué de 2 télescopes séparés de 2,5 mètres a permis d'obtenir des franges d'interférence avec des contrastes variant entre 85 %et 92 %. Le principe de positionnement des ouvertures dans le plan d'onde de la source scientifique a été validé expérimentalement dans cette étude. La seconde partie du travail a consisté à réaliser l'étude théorique et la mise en oeuvre expérimentale d'un dispositif émetteur (Antenne Synthétique) constitué d'un réseau de lentilles alimentées par des fibres optiques. Un réseau de deux lentilles a été mis en place et a permis dans un premier temps de démontrer expérimentalement la possibilité de réaliser un pointage précis, sur une plage de 138 μrad par un contrôle précis du tilt et du piston de chaque onde élémentaire. Dans un second temps l'obtention d'un signal d'erreur destiné à l'asservissement du chemin optique, sur les différents bras de l'antenne, a été réalisé. Les résultats obtenus montrent que les fluctuations résiduelles de différences de marche resteraient inférieures à λ/32 en boucle ouverte ce qui est inférieure à λ/24 erreur à partir de laquelle nous pouvons constater une dégradation notable de la figure de diffraction de l'antenne.