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Le CNES et l’ONERA, Partenaires de toujours, Leaders mondiaux en étude de la propagation radiofréquence

Elle permet également d’optimiser les performances des futures liaisons de télémesure à haut débit pour des missions scientifiques et d’observation de la Terre

Lors du dimensionnement des systèmes spatiaux de télécommunication, la maitrise des effets néfastes de l’atmosphère sur les liens de communication entre la Terre et l’espace est un avantage clé, facteur de compétitivité. Elle permet également d’optimiser les performances des futures liaisons de télémesure à haut débit pour des missions scientifiques et d’observation de la Terre. Cette maîtrise est basée sur l’utilisation de modèles du « canal de propagation » très en amont dans les phases de conception des systèmes spatiaux. La création et la gestion de grandes bases de données expérimentales sont alors indispensables pour réaliser des modèles toujours plus précis, dans de nombreuses bandes de fréquences et dans la diversité des zones géographiques et météorologiques. 

Depuis plus de 10 ans, le CNES et l’ONERA déploient au sol des récepteurs de balises embarquées sur des satellites, afin de caractériser l’impact de l’atmosphère sur les signaux des satellites à très hautes fréquences (>20 GHz). Ces travaux sont maintenant conduits dans le cadre d’un Programme d’Intérêt Commun (PIC) CNES/ONERA PERF2 (Propagation Electromagnétique Radio Fréquence phase 2) engagé début 2020. Une des contraintes majeures à ces expérimentations de propagation est la durée. Pour être représentatives de la durée de vie d’une mission spatiale, les mesures ont besoin d’être effectuées sur plusieurs années afin de rendre compte des variabilités météorologiques annuelles et mensuelles.

Fin 2016, le CNES et l’ONERA ont mis en place une expérimentation de propagation en bande Ka au Centre Spatial Guyanais. Quatre ans après, les mesures recueillies ont été analysées et un premier bilan peut être dressé : plus de 99,5% de données exploitables, ce qui fait de cette expérimentation l‘une des plus fiables au sein de la communauté scientifique du domaine. C’est une nouvelle base de données de référence qui vient enrichir un patrimoine dont l’équivalent n’existe que chez les agences les plus actives dans le domaine (NASA, ESA). Cette base contient déjà la plus longue expérimentation de propagation connue avec plus de 11 ans de mesures sans interruption à Toulouse. Elle servira maintenant à alimenter les modèles spécifiques aux climats des zones équatoriales, qui sont beaucoup plus contraignants pour la propagation radiofréquence que ceux des zones tempérées.

Forts de leur expérience et de l’intérêt stratégique de ces mesures, le CNES et l’ONERA se sont lancés dans le déploiement d’expérimentations multiples aux Antilles françaises. En collaboration avec Eutelsat pour la gestion des balises à bord du satellite Eutelsat 65 West A et de la Direction des Services de la Navigation Aérienne de l’aéroport de Pointe-à-Pitre pour la mise à disposition du site d’accueil, ce sont trois récepteurs sol (bande Ku[i], bande Ka[ii], bande Q[iii]) qui viennent d’être mis en opération avec succès en Guadeloupe. Une expérimentation de propagation tri-fréquences (qui permet en particulier de corréler expérimentalement les effets entre les différentes bandes) est une première mondiale à ces latitudes.

Source: CNES

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