Analyse et optimisation d'antennes tridimensionnelles : applications à la conception d'antennes compactes intégrées dans un système de communication ultra-large bande

par Anne Claire Lepage

Thèse de doctorat en Électronique et communications

Sous la direction de Xavier Bégaud et de Ala Sharaiha.

Soutenue en 2005

à Paris, ENST .


  • Résumé

    Face aux besoins croissants de communication sans fils à haut débit, les futurs équipements nécessiteront des antennes de plus en plus performantes. Celles-ci devront être multi-bandes ou large bande, mais aussi être intégrées aux systèmes radio, ce qui requiert la mise au point de structures compactes sans problèmes de compatibilité électromagnétique avec les circuits électroniques environnants. Nous avons axé notre recherche sur les antennes tridimensionnelles offrant un grand nombre de degrés de liberté, mais comportant de nombreux paramètres et se révélant complexes. Afin de mieux les appréhender, nous avons élaboré une démarche de conception de ces antennes. Nous commençons par l'étude d’une antenne canonique : un dipôle placé à proximité d'une cavité métallique rectangulaire. L'effet des différents paramètres est analysé afin de proposer une démarche de conception pour optimiser la bande passante et le rayonnement. Puis nous présentons la conception d'une antenne tridimensionnelle compacte, large bande, directive et de rayonnement stable en fréquence, l'antenne "sonde en F et triangle". Fort de l'expérience acquise sur l'antenne dipôle, nous étudions l'influence sur l'impédance des paramètres de cette antenne complexe. Ceci permet d'élaborer une méthodologie de conception simple, rapide, efficace et générale. Nous optimisons ainsi l'antenne "sonde en F et triangle" qui atteint une bande passante entre 3. 1 et 6. 1 GHz. Une caractérisation dans le domaine temporel est ensuite proposée afin de connaître le comportement de l'antenne dans une communication UWB. Enfin, cette antenne est mise en cavité pour étudier ses propriétés lors de l'intégration dans un système radio.

  • Titre traduit

    Analysis and optimisation of tree-dimensional antennas : applications to the conception of compact antennas integrated to an ultra-wideband communication system


  • Résumé

    The ever growing need for high rate wireless communication links implies to have equipments with high performance antennas, which will have to work over multifrequency bands or over a broad band. But they will also have to be integrated into radio systems, which requires the conception of compact structures without issues of electromagnetic compatibility with surrounding electronic circuits. We focused our research on three-dimensional antennas that offer numerous degrees of freedom, but this kind of structure is complex due to numerous parameters. To better understand their functioning, we developed a design process for these antennas. We begin with a study of a canonical antenna : a dipole placed near or inside an open rectangular metallic cavity. The effects of different parameters are studied to build a design method to optimise the impedance bandwidth and radiation pattern. Then, we design a three-dimensional, compact, broadband and directive antenna with a stable radiation pattern over frequency called "F-probe with triangular patch antenna". After, we proceed to a complete study of the influence of the parameters on the input impedance. This enables us to devise a simple, quick, efficient and general method to determine the impedance of this complex antenna. Thus, the "F-probe with triangular patch antenna" is optimised and reaches a -10 dB impedance bandwidth from 3. 1 to 6. 1 GHz. A time-domain characterisation is also proposed to determine the behaviour of the antenna in a UWB communication link. Finally, the "F-probe with triangular patch antenna" is placed into a cavity to study the influence of the integration in the radio system on the antenna's features.

Autre version

Cette thèse a donné lieu à une publication en 2008 par École nationale supérieure des télécommunications à Paris

Analyse et optimisation d'antennes tridimensionnelles : applications à la conception d'antennes compactes intégrées dans un système de communication ultra-large bande


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La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (180 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 71 réf. bibliogr. Résumé en français et en anglais

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Télécom ParisTech. Bibliothèque scientifique et technique.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 8.428 LEPA
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.
Cette thèse a donné lieu à 1 publication .

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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2008 par École nationale supérieure des télécommunications à Paris

Informations

  • Sous le titre : Analyse et optimisation d'antennes tridimensionnelles : applications à la conception d'antennes compactes intégrées dans un système de communication ultra-large bande
  • Dans la collection : ENST , 2005E049 , 0751-1353
  • Détails : 1 vol. (180 p.)
  • Annexes : 71 réf. biblliogr. Résumé en français et en anglais
La version de soutenance de cette thèse existe aussi sous forme papier.

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