Étude et optimisation d'antennes lentilles intégrées mono- et multi-excitations en ondes millimétriques

par Ngoc Tinh Nguyen

Thèse de doctorat en Traitement du signal et télécommunications

Sous la direction de Ronan Sauleau.


  • Résumé

    Les antennes lentilles intégrées sont de plus en plus utilisées pour de nombreuses applications telles que les communications de proximité, les communications par satellites ou l’assistance à la conduite automobile grâce à leur faible coût, leur capacité à générer des faisceaux pincés à fort gain ou des faisceaux formés. En revanche, elles sont parfois volumineuses, notamment pour certaines applications embarquées (automobiles, spatiales). Pour répondre à de nouveaux besoins, il est par exemple nécessaire de réduire leur taille et de se doter de nouveaux outils de conception, notamment pour la conception de lentilles configurables. Les travaux effectués dans cette thèse s’inscrivent dans ce cadre. Tout d’abord, deux solutions de réduction de taille d’antennes lentilles ont été étudiées numériquement et validées expérimentalement : elles reposent soit sur l’introduction de cavités d’air au voisinage direct de la source primaire, soit sur l’utilisation de matériaux de permittivité élevée. La seconde partie du travail a été consacrée à enrichir un noyau d’analyse de type OG/OP déjà existant (Optique Géométrique / Optique Physique) pour les antennes lentilles à réseau focal (excitation multi-sources), et puis à l’interfacer avec un algorithme d’optimisation de type Algorithme Génétique (AG). Ce nouvel outil a ensuite été utilisé pour concevoir des antennes lentilles formées mono- ou multi-excitation. Diverses campagnes expérimentales ont été effectuées en bande Ka et en bande V pour valider les résultats numériques.

  • Titre traduit

    Study and optimisation of integrated antennas with mono- and multi-excitation in millimeter waves


  • Résumé

    Integrated lens antennas (ILAs) have been widely used for many applications such as indoor and outdoor wireless communications. Such radiating structures suit very well for high-gain and shaped beam applications. Nevertheless, they are often bulky for embedded applications (automotive radars, space communications), and their radiation characteristics are generally fixed. The purpose of this PhD work was twofold: i) to propose new techniques for size reduction of integrated lens antennas, and ii) to implement and validate new analysis and optimisation tools, especially for the design of lenses fed by focal arrays. Two size reduction techniques have been studied numerically using the FDTD method and validated experimentally: they consist either in introducing air cavities around the primary feed, or in using high-permittivity materials. On the other hand, we have implemented new functionalities in our already-existing GO/PO analysis kernel (Geometrical Optics / Physical Optics) in order to improve the accuracy and reliability of the GO/PO modelling of focal array fed lenses. This new analysis tool has been also combined to Genetic Algorithms for optimisation purposes. Many numerical results obtained in Ka- and V-bands have been validated experimentally.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (IV-221 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 201-213. Bibliogr. de l'auteur p. 215-217

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2009/84
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