Conception d'un matériau transparent et conducteur efficace : application aux antennes-panneaux transparentes pour les réseaux radio cellulaires mobiles

par Julien Hautcoeur

Thèse de doctorat en Traitement du signal et télécommunications

Sous la direction de Mohamed Himdi.

Soutenue en 2011

à Rennes 1 .


  • Résumé

    Une synthèse bibliographique des différents matériaux transparents et conducteurs est présentée. L’analyse des performances hyperfréquences des antennes conçues et réalisées à partir de ces matériaux met en évidence la présence de pertes ohmiques et/ou de pertes par effet de peau rédhibitoires à l’obtention de systèmes efficaces. A partir de ce constat, un nouveau matériau transparent et conducteur a été élaboré et caractérisé au Laboratoire. Il est constitué d’un maillage métallique argent/titane déposé en couche mince sur substrat de verre. La largeur des rubans métalliques (~10 µm) et le pas du maillage (~100 µm) utilisés sont situés en-deçà de l’acuité visuelle. Des valeurs de résistance par carré de l’ordre de 0,05 Ω/□ et de transparence optique supérieure à 80 % sont mesurées. L’évaluation radioélectrique du matériau maillé a permis l’établissement de règles de conception pour l’obtention de systèmes hyperfréquences transparents efficaces. Trois topologies antennaire ont été conçues, réalisées, mesurées et discutées : une antenne monopole losange (850 MHz), une antenne monopole filaire (2,05 GHz) et une antenne ultra-large bande (2,5 GHz – 5,4 GHz). L’utilisation du matériau maillé a permis de limiter les pertes ohmiques et les pertes par effet de peau, démontrant ainsi son intérêt dans la réalisation de systèmes hyperfréquences transparents efficaces. Enfin, il est proposé un motif antennaire original respectant les spécifications des stations de base des réseaux cellulaires UMTS 2100. Un prototype d’antenne source transparente de grandes dimensions (30×30 cm2) a été réalisé. Une antenne réseau de 8 sources rayonnantes a enfin été conçue, simulée, et présentée.

  • Titre traduit

    Design of an efficient transparent and conductive material : application to the transparent base station antennas of the mobile phone networks


  • Résumé

    Une synthèse bibliographique des différents matériaux transparents et conducteurs est présentée. L’analyse des performances hyperfréquences des antennes conçues et réalisées à partir de ces matériaux met en évidence la présence de pertes ohmiques et/ou de pertes par effet de peau rédhibitoires à l’obtention de systèmes efficaces. A partir de ce constat, un nouveau matériau transparent et conducteur a été élaboré et caractérisé au Laboratoire. Il est constitué d’un maillage métallique argent/titane déposé en couche mince sur substrat de verre. La largeur des rubans métalliques (~10 µm) et le pas du maillage (~100 µm) utilisés sont situés en-deçà de l’acuité visuelle. Des valeurs de résistance par carré de l’ordre de 0,05 Ω/□ et de transparence optique supérieure à 80 % sont mesurées. L’évaluation radioélectrique du matériau maillé a permis l’établissement de règles de conception pour l’obtention de systèmes hyperfréquences transparents efficaces. Trois topologies antennaire ont été conçues, réalisées, mesurées et discutées : une antenne monopole losange (850 MHz), une antenne monopole filaire (2,05 GHz) et une antenne ultra-large bande (2,5 GHz – 5,4 GHz). L’utilisation du matériau maillé a permis de limiter les pertes ohmiques et les pertes par effet de peau, démontrant ainsi son intérêt dans la réalisation de systèmes hyperfréquences transparents efficaces. Enfin, il est proposé un motif antennaire original respectant les spécifications des stations de base des réseaux cellulaires UMTS 2100. Un prototype d’antenne source transparente de grandes dimensions (30×30 cm2) a été réalisé. Une antenne réseau de 8 sources rayonnantes a enfin été conçue, simulée, et présentée.

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La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (147 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 143-146

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2011/14
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