Élaboration de dispositifs de découplage et d'intégration d'antennes à l'aide de matériaux composites

Development of decoupling and antenna integration devices using composite materials

• Auteur / Autrice : Faissal Merzaki
• Direction : Philippe Besnier, Mohamed Himdi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 24/01/2022
• Etablissement(s) : Rennes, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'Électronique et de Télécommunications (Rennes)
• Jury : Président / Présidente : Geneviève Mazé-Merceur
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Besnier, Mohamed Himdi, Geneviève Mazé-Merceur, Éric Lheurette, Alain Reineix, Philippe Pouliguen, Muriel Darces, Sarah Laybros
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Éric Lheurette, Alain Reineix

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement du signal

Métamatériaux

Radar -- Antennes

Antennes (électronique)

Mots clés libres

Surface selective en fréquence

Métamatériaux

Antenne dipôle repliée

Surface équivalent radar

Frequency selective surface

Metamaterials

Folded dipole antenna

Radar cross section

Résumé

Sur tous les porteurs navals, terrestres et aériens, de plus en plus de moyens de communications et donc d’antennes sont utilisés. L’implantation de ces antennes dans des espaces réduits génère des contraintes fortes de maîtrise des diagrammes de rayonnement et de compatibilité électromagnétique. Les travaux menés ces dernières années à l’IETR sur les matériaux composites ont permis d’identifier les fortes potentialités de ces matériaux (tissus de fibres de verre, fibres de carbone, résine polyester, résine époxy, etc.) pour les applications antennaires. Cette thèse propose un ensemble de solutions de découplage ou d’absorption électromagnétique basées sur l’utilisation de matériaux composites. Ces solutions mettent en oeuvre des dispositifs de type absorbants à base de surfaces sélectives en fréquence. Trois familles de solutions innovantes basées sur des géométries particulières de motifs élémentaires et l’assemblage spécifique de films structurés ont été développées dans cette thèse et validées expérimentalement dans le domaine du découplage (absorption) en bande étroite (applications 5G) tout comme en bande large (communications VHF/UHF).

On all naval carriers, land and air, more and more means of communication and therefore antennas are being used. The installation of these antennas in small spaces generates strong constraints in the control of radiation patterns and electromagnetic compatibility. The work carried out in recent years at the IETR on composite materials has enabled to identify the strong potential of these materials (glass fiber fabrics, carbon fibers, polyester resin, epoxy resin, etc.) for antenna applications. This thesis introduces a set of decoupling or electromagnetic absorption solutions based on the use of composite materials. These solutions implement electromagnetic absorbers devices based on frequency selective surfaces. Three families of innovative solutions based on particular geometries of elementary patterns and the specific assembly of structured films have been developed in this thesis and experimentally validated in the field of decoupling (absorption) for narrow band applications (5G) as well as broadband applications (VHF / UHF communications).