Traitement electromagnetique de structures microruban sur substrats non homogenes par la methode de lignes - effet de la finitude dielectrique -

• Auteur / Autrice : PASCAL HERVE
• Direction : Jacques Citerne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Rennes, INSA

Résumé

Cette these presente une analyse electromagnetique rigoureuse de discontinuites de topologie et/ou de support dielectrique afin de quantifier les effets des perturbations sur le milieu de propagation (nouveaux milieux effectifs, effets de bords), de minimiser l'influence du conditionnement (report de puce mmic, encapsulation) ou encore de s'enrichir de nouvelles topologies fonctionnelles. Ce simulateur electromagnetique est base sur la resolution des equations de propagation de helmholtz et de sturm-liouville appliquees aux potentiels de hertz independants electrique et magnetique. La globalite du volume est delimitee soit par des murs electriques soit par des conditions absorbantes simulant l'espace libre. Les termes additionnels de source sont exprimes pour une excitation sinusoidale adaptee a l'acces d'entree. Les differents tests de discretisation realises aussi bien analytiques que numeriques, ont montre deux comportements sur les parametres electromagnetiques etudies : une convergence relative et une convergence absolue. Afin d'etudier l'effet de la finitude dielectrique sur la propagation, les caracteristiques de dispersion theoriques montrent que la permittivite effective tend vers celle de la ligne microruban classique pour une largeur de support egale a trois fois la largeur du ruban. Les constantes dielectriques effectives sont aussi determinees experimentalement en utilisant la methode des resonateurs rectilignes. La comparaison montre un bon accord aussi bien pour la structure ouverte que fermee. A nouveau, ils confirment les memes effets de la taille du substrat sur la propagation. Enfin, la simulation de circuits filtres passe-bas et d'antennes microruban sur des substrats de tailles finies, en accord avec les mesures, a permis d'illustrer les performances et les potentialites de l'analyseur electromagnetique sur de veritables structures 3d en technologie microruban. Cela a notamment permis de demontrer clairement que l'utilisation d'un substrat de taille finie augmente la bande passante d'un filtre de type tchebytchev. Pour le cas de l'antenne plaque alimentee par contact direct, les troncatures du substrat dielectrique effectuees sur les cotes rayonnants permettent d'obtenir des diagrammes de rayonnement theoriques et pratiques moins directifs.