Antennes à faible profil en ondes millimétriques : étude d’antennes à cavités de Perot–Fabry micro-usinées et de réseaux réflecteurs repliés

Low-profile antennas at millimeter waves : study of micromachined Fabry-Perot cavity antennas and folded reflectarray antennas

• Auteur / Autrice : Mohd Fairus Mohd Yusoff
• Direction : Ronan Sauleau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement du signal et télécommunications
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dispositifs à ondes millimétriques

Antennes à réseau réflecteur

Interféromètres de Fabry-Pérot

Micro-usinage

Résumé

Les antennes à faible profil trouvent de multiples applications en raison de leur faible encombrement selon la hauteur, par exemple pour les applications embarquées. Elles possèdent aussi souvent des avantages complémentaires, tels que leur faible poids, leur coût modéré et leur facilité d’intégration. Dans ce travail de thèse, nous avons étudié et comparé deux types d’antennes à faible profil en ondes millimétriques : les antennes à résonateur de Perot-Fabry (PF), et les réseaux réflecteurs repliés. Dans le premier cas (antennes de PF), nous avons étudié de nouvelles configurations d’antennes micro-usinées en bande W, à l’aide de techniques de micro-usinage en surface et en volume. Les configurations étudiées ont été fabriquées et les résultats numériques ont été validés expérimentalement. Dans le second cas, divers réseaux réflecteurs repliés fonctionnant en polarisation linéaire ou en polarisation circulaires ont été étudiés à l’aide d’un outil de conception que nous avons spécifiquement développé pour ces travaux. Les performances de ces antennes ont été analysées, et deux prototypes ont été fabriqués en bande V pour valider les travaux théoriques.

Low-profile antennas are attractive in communications and sensor applications due to desirable features such as low cost, light weight, conformability, and ease of integration. A major challenge in low-profile antenna design is the trade off between the (reduced) antenna profile and performance. Therefore, two attractive antenna concepts are studied here, namely micromachined Fabry-Perot (FP) cavity antennas and folded reflectarray antennas. In this thesis works, we have designed a novel configuration of micromachined FP cavity antennas using silicon membrane and bulk micromachining techniques in W band. Several antenna configurations have been studied and fabricated. On the other hand, folded reflectarray antennas combine some of the best features of printed antenna arrays and reflector antennas. Therefore we have designed folded reflectarray antennas for linear and circular polarization in V band. In the linear polarization (LP) case, two additional configurations have been studied: i) multi-layered folded reflectarrays, and ii) beam scanning antennas with shifted feed position. As for CP polarization, two different kinds of antenna configurations using meander polarizer and left handed circular polarization surface (LHCPSS) have been studied. The simulation results are then valided experimentally.