Etudes théoriques et expérimentales des antennes Colinéaires Coaxiales (CoCo)

par Brahim Lagoun

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Louis Bertel.

Soutenue en 1993

à Brest .

mots clés

• Antennes Colinéaires Coaxiales
• Antennes résonantes
• Réseau d'eantennes
• Ligne de transmission
• Antennes à traitement de signal
• Antennes (électronique)
• Moments, Méthodes des (statique)

Résumé

La modélisation des antennes Colinéaires Coaxiales est un sujet très récent. Les premières études théoriques (Judasz et al, 1987 et 1989), sont effectuées selon une approche antennes cylindriques en prenant en compte l'effet de ligne de transmission. Une dernière étude (Sakitani et al 1991), utilise une nouvelle technique dans le calcul des impédances. Cette méthode, basée sur la théorie des lignes, permet d'évaluer les valeurs des impédances ; malheureusement, les résultats de simulations nécessitent une réinjection dans les logiciels, des décalages entre mesures et simulations initiales. Ceci ne permet pas une analyse complète des antennes. Notre travail fait la synthèse des techniques employées avec des démarches différentes dans les calculs. Une nouvellle modélisation est proposées pour le clacul des impédances, TOS et bandes passantes d'antennes CoCo de conception diverses et travaillant à différentes fréquences. Une étude expérimentale réalisée sur une antenne fonctionnant autour de 50 MHz confirme les résultats théoriques obtenus (distribution de courant, impédances d'entrée, TOS, bande passante). Enfin, une nouvelle conception d'antennes CoCo appelées modulaires est présentée. Celle-ci permet de comprendre l'effet des jonctions et leur influence sur les performances des antennes. L'intérêt de cette démarche réside dans la possibilité d'utiliser ces jonctions pour jouer sur les performances des antennes notamment sur la directivité. Cette démarche ouvre des perspectives intéressantes dans le développement des antennes.

Résumé

Modelisation of Coaxial Colinear antennas is a recent subject. The first theoratical studies (Judasz and al, 1987 and 1989) brought a new approach based on cylindrical antennas. This technic allows to calculate voltages at junctions. A last paper by Sakitani and al (1991), shows a new method for calculating input impedance of these CoCo antennas. The technic uses circuits theory to calculate, with a good precision, the values of input impedance. Unfortunately simulations need to be fed back by the difference of results between measurements and first simulation. This, do not allow a complete analysis of these antennas. Our work is a synthesis of these techniques but uses different apporaches in the calculation. A new model is introduced. It allows calculation of impedances, VSWR and bandwidths of CoCo antennas with various conception and working at different frequencies. Experimentations have been done for an antenna working around the frequency of 50 MHz. It confirms the theoratical results for current distribution, input impedance, VSWR and bandwidth. Finally a new design for CoCo antennas (called modular CoCo) is introduced. This allows the comprehension of the jonctions effects and their influences on the antennas performances. The main interest of this procedure is that it can modify the performances by using in fact these jonctions. The development of these antennas can have wide perspectives.