Nouvelles topologies de cellules déphaseuses à coût et complexité réduits pour les antennes réseaux réflecteurs large bande

par Tony Makdissy

Thèse de doctorat en Electronique et télécommunications

Sous la direction de Raphaël Gillard.

Soutenue le 15-11-2013

à Rennes, INSA , dans le cadre de École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes) , en partenariat avec Institut d'électronique et de télécommunications (Rennes) (laboratoire) , Université européenne de Bretagne , Thales Alenia Space (entreprise) et de Institut d'Electronique et de Télécommunications de Rennes (laboratoire) .

Le président du jury était Alain Priou.

Le jury était composé de Erwan Fourn, Etienne Girard.

Les rapporteurs étaient Hervé Aubert, Jean-Marc Laheurte.


  • Résumé

    Les réseaux réflecteurs imprimés connaissent un fort développement depuis la fin des années 80. Ce type d’antenne offre la possibilité de former des diagrammes de rayonnement complexes avec une relative simplicité, un faible coût de réalisation, de faibles pertes et un volume réduit. Cependant, il souffre encore de quelques défauts : - La non régularité de la géométrie de la cellule sur la surface du réseau, dans le cas d’une antenne passive, peut engendrer des dégradations sur le diagramme de rayonnement, surtout à la transition entre deux géométries extrêmes, lorsqu’un nouveau cycle de phase commence. - Le nombre relativement élevé de composants utilisés pour contrôler la phase de l’onde réfléchie, dans le cas d’une antenne reconfigurable, augmente le coût de fabrication de l’antenne et complexifie le circuit de commande des éléments reconfigurables. - La limitation en bande passante, qui a longtemps cantonné ce type d’antenne à des applications bande étroite, est principalement liée au comportement de la cellule unitaire constitutive du réseau. Dans cette thèse, nous nous intéressons donc à la conception de nouvelles topologies de cellules déphaseuses, passives et surtout reconfigurables, qui permettent, tout en conservant une relative simplicité de réalisation, d’offrir une large bande passante. De plus, le contrôle de la phase, dans le cas des cellules reconfigurables, doit être réalisé avec un nombre réduit de composants afin de respecter la contrainte de faible coût de fabrication.

  • Titre traduit

    New phase-shifting cells of low cost and reduced complexity for broadband reflectarray antennas


  • Résumé

    Microstrip printed reflectarrays experience strong development since the late 80s. This type of antenna has the potential to form complex radiation patterns with relative simplicity, low cost, low losses and low profile. However, it still has some shortcomings: - The non-regularity of the geometry of the cell on the surface of the array, in the case of passive antenna, may cause degradation on the radiation pattern, especially at the transition between two extreme geometries, when a new phase cycle begins. - The high number of components used to control the phase of the reflected wave, in the case of reconfigurable antenna, increases the manufacturing cost of the antenna and complicates the control circuit of the reconfigurable elements. - The limited bandwidth has long confined this type of antenna to narrowband applications and is mainly due to the intrinsic bandwidth of the unit cell. In this thesis, we therefore focus on the design of new, passive and reconfigurable, phase-shifting cells that can provide a wide bandwidth while maintaining a simple implementation. In addition, the control of the phase, in the case of reconfigurable cells, must be made with a reduced number of components in order to comply the constraint of low manufacturing cost.


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