L’antenne qui se déploie en un instant pour sauver des vies

Parfois dans le monde, des catastrophes naturelles sont en mesure de frapper à tout moment. Une communication efficace demeure alors vitale. Des chercheurs américains ont mis au point une antenne portable qui pourrait révolutionner la façon dont nous répondons à ces crises.

Quand une catastrophe naturelle comme un tremblement de terre ou une inondation frappe une région, les infrastructures de communication existantes, tels que les tours de téléphonie mobile et les tours de radio, sont souvent endommagées ou détruites. Rétablir les communications d’urgence le plus rapidement possible est crucial pour coordonner les efforts de secours et de relèvement.

Une solution portable et polyvalente

Les chercheurs de l’Université de Stanford et de l’Université américaine de Beyrouth ont développé une antenne portable qui pourrait être rapidement déployée dans les zones à risque de catastrophe ou utilisée pour établir des communications dans les régions sous-développées. L’antenne, décrite récemment dans Nature Communications, se replie pour atteindre une petite taille et peut facilement passer entre deux configurations pour communiquer soit avec des satellites, soit avec des appareils au sol sans utiliser d’énergie supplémentaire.

« Les solutions de pointe généralement employées dans ces zones sont des paraboles métalliques lourdes. Elles ne sont pas faciles à déplacer, elles nécessitent beaucoup d’énergie pour fonctionner, et elles ne sont pas particulièrement rentables », a expliqué Maria Sakovsky, professeure adjointe d’aéronautique et d’astronautique à Stanford. « Notre antenne est légère, à faible consommation d’énergie, et peut passer entre deux états de fonctionnement. Elle est capable de faire plus avec le moins possible dans ces zones où les communications font défaut. »

Deux fonctions en une seule antenne

L’antenne conçue par Maria Sakovsky et ses collègues de l’Université américaine de Beyrouth, dont Joseph Costantine, Youssef Tawk et Rosette Maria Bichara, est faite de composites de fibres (un matériau souvent utilisé dans les satellites) et ressemble à un jouet pour enfants, avec plusieurs bandes de matériau se croisant en spirales.

Comme toute antenne basée sur une hélice, le matériau conducteur qui traverse l’antenne envoie des signaux, mais grâce à sa structure unique, les chercheurs peuvent ajuster le motif et la puissance de ces signaux dans la nouvelle antenne en la tirant en formes plus longues ou plus courtes.

« Parce que nous voulions que l’antenne puisse se replier en une forme compacte, nous avons commencé avec cette structure qui nous a conduit à une conception d’antenne très non traditionnelle », a ajouté Maria Sakovsky. « Nous utilisons des formes qui n’ont jamais été utilisées sur des antennes hélicoïdales auparavant, et nous avons montré qu’elles fonctionnent. »

Applications en orbite

Pour être déployée sur le terrain, l’antenne devrait être couplée à un émetteur-récepteur pour envoyer et recevoir des signaux, à un plan de masse pour réfléchir les ondes radio, et à d’autres électroniques, mais l’ensemble du paquet ne pèserait toujours que environ 2 livres, a indiqué Maria Sakovsky. Et la double fonctionnalité unique de l’antenne signifie qu’elle pourrait remplacer plusieurs antennes plus lourdes dans les zones où le déploiement est un défi.

Cela inclut des utilisations dans les zones touchées par des catastrophes et sous-développées, mais aussi, potentiellement, dans l’espace. Les chercheurs envisagent maintenant d’adapter leur conception pour les communications par satellite, permettant aux satellites d’utiliser la même antenne pour communiquer entre eux et avec le sol.

« Nous n’avons pas beaucoup de puissance de fonctionnement, de volume ou de masse en réserve sur nos engins spatiaux non plus. Cela présente beaucoup de potentiel pour remplacer plusieurs antennes sur un satellite par une seule. », a dit pour conclure Maria Sakovsky.

En synthèse

La nouvelle antenne portable développée par les chercheurs de Stanford et de l’Université américaine de Beyrouth représente une avancée significative dans le domaine des communications d’urgence. Légère, compacte et capable de communiquer avec des satellites et des appareils au sol, cette antenne pourrait être déployée rapidement dans les zones touchées par des catastrophes ou dans les régions sous-développées. Sa conception unique autorise également une utilisation potentielle dans l’espace, offrant une solution plus efficace et économique pour les communications par satellite.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce qui rend cette antenne unique ?

Cette antenne est unique en raison de sa capacité à passer facilement entre deux configurations pour communiquer soit avec des satellites, soit avec des appareils au sol sans utiliser d’énergie supplémentaire. De plus, elle est légère, compacte et peut être déployée rapidement.

Quels sont les matériaux utilisés pour construire cette antenne ?

L’antenne est faite de composites de fibres, un matériau souvent utilisé dans les satellites.

Comment cette antenne pourrait-elle être utilisée dans l’espace ?

Les chercheurs envisagent d’adapter leur conception pour les communications par satellite, permettant aux satellites d’utiliser la même antenne pour communiquer entre eux et avec le sol.

Quelle est la taille et le poids de cette antenne ?

Au plus compact, l’antenne est un anneau creux qui mesure un peu plus de 1 pouce de haut et environ 5 pouces de large, pesant 1,4 once. L’ensemble du paquet, y compris l’antenne et d’autres électroniques nécessaires, ne pèserait que 2 livres.

Où cette recherche a-t-elle été publiée ?

Cette recherche a été publiée dans la revue Nature Communications.

Références

Légende illustration : Maria Sakovsky, professeur adjoint, a participé à la conception d’une antenne portable capable de communiquer avec des satellites et des appareils au sol, facilitant ainsi la coordination des opérations de sauvetage et de secours dans les zones sujettes aux catastrophes. | Image reproduite avec l’aimable autorisation d’Andrew Brodhead

Article : « A multi-stable deployable quadrifilar helix antenna with radiation reconfigurability for disaster-prone areas » – DOI: s41467-023-44189-9