Application de la transformation d'espace ? la conception d'antennes ? diagramme de rayonnement contr?l?

par Mark Clemente Arenas

Thèse de doctorat en Electronique et communications

Sous la direction de Xavier Begaud et de Anne Claire Lepage.

Le président du jury était Sa?d Zouhdi.

Le jury était composé de Anne Claire Lepage, G?rard Pascal Piau, Andr? de Lustrac.

Les rapporteurs étaient ?ric Lheurette, Ala Sharaiha.


  • Résumé

    La transformation d'espace (TE) a ?t? d?velopp?e par J. B. Pendry et U. Leonhardt en 2006 et suscite un ?norme int?r?t depuis la d?monstration exp?rimentale de la premi?re cape d'invisibilit? en micro-ondes. Cette technique permet de contr?ler la propagation des ondes en modifiant les propri?t?s ?lectromagn?tiques de l'espace. Malgr? quelques limitations li?es ? la bande passante ou aux pertes cons?cutives ? l'utilisation de m?tamat?riaux pour les dispositifs TE, cette technique a attir? l'attention de nombreux domaines (optique, microondes, acoustique, etc). L'objectif de cette th?se est de d?velopper des applications de la TE dans le domaine antennaire ? l'aide de mat?riaux conventionnels lorsque cela est possible et aussi d'ouvrir de nouvelles voies dans le contr?le du rayonnement des antennes. Trois applications ont ?t? ?tudi?es: le r?flecteur ? parabolique plat ?; un superstrat tout di?lectrique pour contr?ler l'ouverture angulaire d'une antenne patch; et finalement un superstrat permettant de modifier drastiquement le rayonnement d'une antenne. Ce travail a ?t? financ? par les agences de d?fense du Royaume Uni et de la France (DSTL et DGA respectivement), dans le cadre du projet MIMiCRA (Metamaterial Inspired Microwave Conformai Radar Antennas).

  • Titre traduit

    Transformation electromagnetics : applications on beam controlled antenna design


  • Résumé

    Transformation Electromagnetics technique was introduced by J. B. Pendry and U. Leonahrdt in 2006 and it has become an emerging research field in physics and engineering in the last few years after the concept was validated experimentally with a invisibility cloak in microwave regime. This technique claims the possibility of an unprecedented technique to control electromagnetic waves interaction with engineered materials to achieve exotic electromagnetic behaviour. Despite some issues about narrow bandwidth or excessive dispersive losses related to the use of metamaterials for realization of TE devices, this technique caught the attention in many research fields (optics microwave, acoustics, etc). The final purpose of this these is to explore and propose applications of Transformation Electromagnetics in the antenna design field by using standard materials with the purpose of controlling the radiation pattern of an antenna. More precisely, three applications were explored : a fiat "parabolic reflector", an all-dielectric superstrate to control the half power beamwidth of a patch antenna and finally a superstrate that allows to control drastically the radiation pattern of a planar antenna This work was funded by France and UK defence agencies (DSTL and DGA respectively), within the framework of MIMiCRA project (Metamateriallnspired Microwave Conformai Radar Antennas).


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