Caractérisation et conception d'antennes isotropes miniatures pour objets communicants

par Mathieu Huchard

Thèse de doctorat en Optique et radiofréquence

Sous la direction de Smaïl Tedjini et de Christophe Delaveaud.

Le président du jury était Ala Sharaiha.

Le jury était composé de Michel Pons, Yann Toutain.

Les rapporteurs étaient Georges Kossiavas, Alain Sibille.


  • Résumé

    Les progrès réalisés dans les domaines des réseaux de capteurs disséminées, de l'identification radiofréquence ou des communications millimétriques présagent l'apparition de petits objets, intelligents, autonomes et communiquant par le biais de transmissions radiofréquences. Dans ce contexte, les orientations aléatoires et variables des dispositifs les uns par rapport aux autres engendrent de fortes variations du bilan de transmission en raison de l'anisotropie de rayonnement ainsi que des désadaptations de polarisation entre antennes. Il existe donc un besoin pour de petites antennes bas coût aux caractéristiques de rayonnement optimisées pour une transmission indépendante de leurs orientations relatives. La première partie de ce travail a consisté à proposer un nouveau critère, appelé fonction de couverture isotrope, permettant de caractériser rigoureusement les performances des antennes dans un tel contexte. Cette méthode a permis de comparer diverses antennes de la littérature et d'étudier les effets de leurs propriétés de rayonnement. L'influence de l'environnement de propagation a également été étudiée. La seconde partie a consisté à proposer deux nouvelles antennes répondant à cette problématique tout en prenant en compte les fortes contraintes d'intégration et de miniaturisation. Un prototype a été réalisé et valide l'approche de conception suivie. Finalement, un dernier développement envisage le cas des multi antennes. Une extension de la méthode de caractérisation est proposée. L'une des structures précédentes est développée en deux versions à deux accès et illustre le principe d'une antenne isotrope à double polarisation orthogonale aux performances optimales

  • Titre traduit

    Characterization and design of miniature isotropic antennas for communicating devices


  • Résumé

    Advances made in the fields of wireless sensor networks, radio frequency identification or millimetre-length communications predict the appearance of small, smart and autonomous objects communicating by means of radio frequency transmissions. In this context, the random and variable orientations of the devices with respect to each other cause strong variations of the budget link because of the radiation anisotropy and the polarization mismatches between antennas. Thus, there is a need for low cost small antennas having radiation characteristics optimized for an independent transmission with respect to their relative orientations. The first part of this work consists in proposing a new criterion, called isotropic coverage function, allowing to rigorously characterizing antennas performances in such a context. This method makes it possible to compare various antennas of the literature and to study the effects of their radiation properties. The influence of the propagation environment is also studied. The second part consists in developing two new antennas in response to this issue while taking into account the strong constraints of integration and miniaturization. A prototype is realized and validates the design approach. Finally, a last development considers the case of multi antennas. An extension of the characterization method is proposed. One of the previous structures is enhanced in two versions with two ports and illustrates the principle of a dual polarized isotropic antenna presenting optimized performances

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XIX-232 p.)
  • Annexes : Bibliographie p. 185-190

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  • Bibliothèque : Université Grenoble Alpes (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque et Appui à la Science Ouverte. Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
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  • Cote : TS07/INPG/0018

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 2007INPG0018
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