Time Modulated Array offers a simple way to synthesize radiation patterns with low sidelobe levels, in timeaverage, using an optimized strategy of switching ON and OFF the elements of the array.In this work we show that the complexity of the optimization strategy can be reduced by first shrinking the search space to a subset, or database, of useful solutions over which the optimization will be launched.This reduction is obtained by applying the constraints in a progressive and hierarchical order.In this way, this problem of exponential growth is reduced to a polynomial growth, with respect to the size of the antenna array.We present the case of designing the time modulated array for radar applications where constant directivity and ability of intereference rejection is needed.

A Time Modulated Array (TMA) based technique is used to simultaneously do a radar function in the main lobe and a communication function in the side lobes. It uses an averaging to do the radar function, while the communication is done with the variation from an intermediary pattern to another. An optimization of the secondary function (communication) is carried out. The QAM communication is optimized for the case of STMA.

Réseaux d'antenne multifonction par applications radar Cette thèse est consacrée à la conception et à la mise en œuvre d’un réseau d’antenne multifonction. Basé sur le concept du Time Modulated Array (TMA), réseau modulé dans le temps et grâce à des switches cette étude montre la possibilité de réaliser un réseau multifonctions. Deux fonctions ont été étudiés, une fonction radar (fonction principale) et une fonction communication (fonction secondaire). Une des innovations apportées par ce principe est la bidirectionnalité (chaque fonction est réalisée dans une direction différente) et l’aspect simultané des fonctions exécutées. . La technique conventionnelle du TMA présente aussi des inconvénients pour être utiliser dans des applications radar. En effet, les variations de directivité, l'angle d'ouverture ainsi qu’une grande sensibilité aux interférences font que le TMA n’est pas compatible avec des applications radar. En effet, une variation de directivité provoque une variation de puissances à l'émission donc les signaux réfléchis souffriront également de cette variation qui peut ainsi créer des erreurs de détections. Des variations de l'angle d'ouverture crée une variation de la résolution angulaire du radar dans le temps ce qui perturbe la capacité de discrimination du radar. De plus, le rejet des interférences est aussi nécessaire afin d'éviter d'être aveuglé par un brouilleur ou par les échos parasites pendant notre détection. Pour résoudre ces inconvénients une méthode spécifique appelée Adapted Radar TMA a ainsi été développée. Grâce à une méthode d'optimisation (algorithme génétique) avec des contraintes définis, avec comme variables principale la loi d’excitation des antennes, plusieurs compromis ont été proposés afin de mutualiser et maximiser les performances de chaque partie (radar et communication). Ainsi 3 méthodes de loi d'excitation des antennes (ou pondération) ont été pensés. Par le biais de ces méthodes, la directivité et l'angle d'ouverture ont été contrôlés. Le rejet des interférences est désormais possible dans une direction donné. De plus, le réseau multifonction est aussi capable de fournir une partie communication ajouté à la partie radar déjà existante. L'optimisation exploite le comportement instantané d'ARTMA. Ainsi, en utilisant la variation des lobes secondaires dus aux changements des poids dans le temps, plusieurs modulations peuvent être adressées, à savoir une modulation ASK ou QAM. Un prototype de ce réseau multifonction comportant 16 antennes a été conçu. Les résultats des mesures ont fourni de bons résultats et ont validé le concept d'une communication en utilisant une modulation d'amplitude et de phase en faisant varier les lobes secondaires dans le temps grâce à des switchs en amont des antennes.

This letter investigates sparse time-modulated arrays (STMAs). It shows that they provide an efficient solution to achieve specified radiation patterns in radar application with a reduced number of bits to code the weighting coefficients. Interference rejection is also demonstrated.

This paper introduces the use of Time-modulated array methods to realize a dual function array. It is able to do a radar function in the mainlobe, while realizing a communication in the side lobe.

Classical Time-Modulated Array has been modified to obtain low sidelobes for both the average pattern and the instantaneous patterns. Contrary to TMA, the optimization is done on the array dimension and not on the time dimension. Examples with good rejection over time are shown.

Phase Only Synthesis Time Modulated Array (POSTMA) is a new technique to reduce side lobe level (SLL) in radar application using phase only synthesis. It consists in applying successive sets of weights to the array elements during the integration time in order to generate an "average" SLL. Additional zeros can also be placed in the radiation pattern to suppress interference. It is also possible to steer to any desired direction.