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 Les budgets consacrés aux systèmes et équipement destinés aux secteurs de l’aéronautique et de la défense ont augmenté de façon spectaculaire. Quelles sont les principales tendances en termes de développement et d’ingénierie selon vous ?

Réponse : Les secteurs de l’aéronautique et de la défense font appel par nature aux nouvelles technologies en général, et au spectre radio en particulier. On observe une utilisation accrue des hautes fréquences dans les bandes Ka, Q et V (fréquences micro-ondes), notamment pour les applications radar et les communications satellitaires. Sur le plan de l’ingénierie, cela implique la miniaturisation des modules hyperfréquence des émetteurs/récepteurs (transceivers), afin de réduire la taille et la consommation électrique de l’ensemble de la chaîne de transmission/réception. L’utilisation des systèmes d’antennes à réseaux actifs (Phase array) se généralise également, avec une intégration de l’architecture hardware radiofréquence directement avec les éléments rayonnants. L’augmentation des fréquences porteuses permet des largeurs de bande de modulation plus étendues (jusqu’à plusieurs centaines de Méga Hertz), ce qui donne des taux de transmission de données nettement supérieurs. Cette tendance est un facteur clé du développement de la 5G de qualité militaire, dans laquelle les bandes de fréquences FR2 et d’autres réseaux non terrestres (NTN) pourront être exploités dès qu’une largeur de bande de modulation suffisante sera disponible.

Le déploiement massif des drones et systèmes autonomes (UAV) constitue une autre tendance forte de ce secteur, sous forme de systèmes de surveillance et d’armement multi-domaines.

 Pensez-vous que l’IA joue un rôle actif dans les secteurs de l’aérospatiale et de la défense ?

Réponse : Les drones sont détectables à l’aide de capteurs acoustiques, optiques et électromagnétiques. Dans ce dernier cas, les analyseurs de spectre permettent de suivre en permanence le spectre de fréquences et de transférer des données à un système d’IA. Il s’agit d’une solution économique qui convient aussi bien à une utilisation statique que mobile et qui permet d’identifier le pilote de drone à partir de techniques éprouvées. Cette vision réunit l’IA et le Machine Learning. Un « capteur » (analyseur de spectre) surveille le spectre large bande et transfère en continu des données sur la bande de base (appelées données IQ) via un support à haut débit sur une infrastructure informatique basée sur l’IA et le Machine Learning. Les caractéristiques du signal sont reconnues et utilisées à des fins de détection, de classification et d’alarme. La partie « entraînement » se fait en triant, étiquetant et organisant les données de radiofréquence dans des bibliothèques/modèles.

 Existe-t-il d’autres défis dans ce domaine ?

Réponse : La détection de drones n’est pas le seul sujet important concernant les systèmes autonomes. Les entreprises aérospatiales et de défense qui investissent dans la conception et la fabrication de drones sont confrontées à des défis spécifiques qui doivent être traités aussi rapidement que possible, selon leur flux de production.

La réduction de la surface équivalente radar (RCS, Radar Cross Section) du drone, ainsi que la prise en compte des problèmes de diaphonie et d’intégrité du signal, constituent des défis majeurs sachant que la sensibilité des radars augmente de façon exponentielle et que de plus en plus d’équipements électroniques sont concentrés dans des espaces de plus en plus réduits.

 Quels sont les besoins en termes d’instruments de test et de mesure pour faire face à toutes ces tendances et tous ces défis ?

Réponse : Les solutions avancées d’Anritsu permettent de tester des composants novateurs, tels que les convertisseurs analogique-numérique (ADC) et numérique-analogique (DAC) de l’ordre du giga-échantillon qui sont indispensables pour la nouvelle génération d’émetteurs/récepteurs numériques. Le test des ADC haute vitesse nécessite deux sources de signal analogique très pures, une pour l’entrée de signal dans le ADC et l’autre pour l’horloge. Le tout nouveau générateur de signal EcoSyn™ Lite d’Anritsu, ainsi que le générateur de signaux de laboratoire Rubidium™ permettent de réaliser des mesures ultra-rapides des ADC. EcoSyn LiteTM est verrouillé sur la valeur de référence de 10 MHz du RubidiumTM.  La fréquence de sortie RF et la puissance d’EcoSyn LiteTM et du RubidiumTM peuvent être contrôlées indépendamment pendant la mesure. Avec EcoSyn LiteTM en tant que source d’horloge, il est possible de tester les ADC et les DAC dont le taux d’échantillonnage ne dépasse pas 20 GHz. Les mesures type des ADC incluent l’ENOB, le SFDR, le SNR, le SINAD, la distorsion harmonique et l’IMD.

Les deux générateurs de signaux offrent des performances de bruit de phase exceptionnelles (-140 dBc/Hz à 10 GHz avec un offset de 10 kHz pour le Rubidium™ et -126 dBc/Hz à 10 GHz avec un offset de 10 kHz pour l’EcoSynLite™) ayant un impact minimal sur les véritables valeurs de l’ENOB, du SFDR, du SNR et d’autres paramètres de l’ADC, ce qui permet d’obtenir des mesures plus précises.

Ensuite, les systèmes d’antenne fonctionnant sur les liaisons NTN en bande Ka et/ou en 5G FR2 doivent également être caractérisés avant le déploiement final, ce qui nécessite au minimum deux scénarios de test : tests sans fil (OTA) en chambre anéchoïque (en intérieur) et tests de portée d’antenne en environnement extérieur.

Dans les deux cas, l’utilisation de VNA traditionnels (Analyseurs de réseaux vectoriels) pour tester les antennes impose des câbles de test longs sur les ports de l’instrument, mais plus le câble est long, plus il y a de pertes d’insertion et d’instabilité de phase lors des mesures des paramètres S, notamment à partir des fréquences à micro-ondes. Anritsu a résolu ce problème avec le ShockLineTM ME7869A, un analyseur de réseau vectoriel unique à 2 ports sans châssis et des modules de mesure portables couvrant la plage de fréquences de 1 MHz à 43,5 GHz. Son architecture permet d’espacer physiquement les ports du VNA jusqu’à 100 m l’un de l’autre, sans la perte de fonctionnalité des solutions VNA traditionnelles à châssis unique et à un coût très inférieur.

Le VNA modulaire distribué à 2 ports constitue également un outil efficace pour réaliser des mesures RCS précises des drones et autres petits objets, notamment dans la bande Ka où la plage dynamique a une importance capitale. Concernant la diaphonie et les autres aspects liés à l’intégrité du signal, Anritsu dispose de solutions aussi bien pour la R&D que la production. Lors des phases initiales de R&D, il est fondamental d’analyser la propagation du signal sur les différentes lignes de transmission avec la meilleure résolution possible dans l domaine temporel. En production, des tests similaires peuvent être réalisés jusqu’à 43,5 GHz, y compris dans la bande E étendue (de 55 à 92 GHz) grâce à la famille de VNA ShockLineTM dont la robustesse et la taille sont prisées dans les installations industrielles. Les analyseurs de réseau vectoriels destinés à la production bénéficient d’une architecture sans interface utilisateur intégrée (sans clavier ni écran), ce qui les rend plus robustes dans la mesure où les composants fragiles d’interface Homme-Machine ont été éliminés.

 Avez-vous formé des partenariats pour développer des systèmes de Tests & Mesures et des méthodologies pour ces nouveaux développements dans les industries de l’aérospatiale et de la défense ?

Réponse : En ce qui concerne la catégorisation et l’identification des drones, Anritsu a formé des partenariats avec les meilleures entreprises spécialisées dans les algorithmes d’IA appliqués aux données de spectre acquises avec des instruments généralistes. Plus précisément, certaines collaborations portent sur le MS2090A Field Master ProTM, l’analyseur de signaux portable phare d’Anritsu, qui capture et stream des données IQ avec une bande passante d’analyse en temps réel de 150 MHz, cela jusqu’à 54 GHz, ce qui dépasse largement la bande Ka. La symbiose de MS2090A et d’OmniSig AI crée de la valeur pour l’identification des drones, ainsi que pour la localisation des télécommandes d’appareils sans pilote.

Un autre partenariat est en place avec YOTASYS en Suisse dans le but d’intégrer le hardware micro-ondes unique du Field Master Pro d’Anritsu dont la bande passante est de 150 MHz à un matériel de pointe d’intelligence artificielle et de Machine Learning. Cette intégration constituera la parfaite synthèse de la qualité d’acquisition des données et des GPU puissantes, et permettra de bénéficier de la vitesse de traitement la plus élevée pour répondre à tous les besoins de surveillance spectrale sur le terrain.

 Quelles sont les innovations qui permettent à Anritsu de rester en pointe dans ce secteur ?

Réponse : Anritsu améliore constamment son offre de solutions, afin de fournir la meilleure combinaison de produits de laboratoire avec une attention particulière sur les efforts de R&D les plus complexes de nos clients. Le générateur de signaux RubidiumTM et ses performances révolutionnaires constituent un excellent exemple avec une pureté de signal et une stabilité de fréquence garantis, y compris à une puissance de sortie élevée sur une large bande de fréquences.

Pour l’industrie satellitaire et aérospatiale, le Rubidium se distingue par une stabilité en fréquence jusqu’à dix fois supérieure à celle des générateurs de signaux reposant sur une référence OCXO.

La fonctionnalité d’étalonnage sur site par les utilisateurs est également très intéressante pour l’écosystème de l’aérospatiale et de la défense. Un cycle d’étalonnage de deux ans est recommandé pour RubidiumTM MG362x1A. Avec la fonctionnalité d’étalonnage sur site, les clients peuvent rétablir la précision au niveau spécifié pour l’instrument sans avoir à renvoyer l’appareil au SAV, ce qui réduit les temps d’arrêt. En dehors du RubidiumTM, l’offre de générateurs de signaux d’Anritsu évolue constamment en fonction des besoins du marché. Notre dernière innovation est l’EcoSyn LiteTM, un module novateur qui couvre la plage de fréquences de 10 à 20 GHz et fournit une puissance de sortie de +18 dBm. Avec un boîtier portable et compact de 10.16cm x 10.16cm x 2.03cm, il est idéal pour les applications ultra-compactes qui nécessitent une source de signal CW équivalente à celle des instruments conventionnels de laboratoire.