Antennes Actives Et Reseaux Dantennes En Millimetrique

Author : Kossaila Medrar
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ISBN 13 :
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Download or read book antennes intégrées haute directivité aux fréquences millimétriques et térahertz written by Kossaila Medrar and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'émergence de plusieurs applications dans la gamme des fréquences millimétriques, telles que les communications point à point à très haut débit, les réseaux 5G et 6G, la télévision à haute définition, les radars automobiles et l'imagerie, ont encouragé la recherche sur les solutions d'antennes à fort gain, et plus particulièrement, les antennes intégrées, compactes, économiques et efficaces.Dans ce contexte, ces travaux de thèse présentent une nouvelle architecture d'antenne composée d'un réseau transmetteur et d'une source focale, tous deux imprimés sur un empilement unique de circuits imprimés. Cette architecture permet la réalisation d'un module front-end millimétrique, fort gain, monolithique et efficace. Elle est compatible avec les technologies de circuits imprimés faibles coûts utilisées pour la production de masse et permet de s'affranchir de contraintes techniques et de coût liées à l'assemblage de l'antenne.Les travaux de thèse sont divisés en trois grandes parties. La première est consacrée à la définition de l'architecture proposée, sa modélisation sous forme analytique et l'analyse des performances typiques.La deuxième partie porte sur la validation expérimentale de l'architecture d'antenne et de son modèle. Pour ce faire, quatre prototypes en bande V (60 GHz) ont été développés et caractérisés expérimentalement. Ces prototypes ont pour dimensions 40×40×13,2 mm3 et sont conçus avec des polarisations et des niveaux de quantification de phase différents. Les mesures ont démontré des gains allant de 17,8 à 22,1 dBi à 60 GHz, des efficacités d'ouverture allant de 15 à 35% et des bandes passantes à -3 dB allant de 14 à 18%. Les résultats obtenus ont permis d'envisager positivement l'adaptation de cette architecture d'antenne aux bandes millimétriques supérieures.La troisième partie est consacrée au développement d'antennes à réseau transmetteur intégré sur substrat diélectrique et fonctionnant dans les bandes D (140 GHz) et H (300 GHz). Pour cela, des cellules élémentaires composées d'un résonateur et de deux grilles polarisantes formant une cavité de Fabry-Perot ont été développées. Elles ont démontré d'excellentes performances à la fois en bande D et en bande H, et ce en termes de bande passante (environ 50% de bande à -1 dB pour la plupart des cellules), de pertes d'insertion (0,5 dB en moyenne) et de quantification de phase (3 bits). Elles ont également démontré une robustesse face aux dispersions de fabrication liées au substrat et à la gravure. A partir de ces cellules, des prototypes ont été conçus, fabriqués et caractérisés expérimentalement. Ils sont fabriqués sur un seul empilement PCB bas coût à cinq couches métalliques et de dimensions 20×20×4,52 mm3. En bande D, un gain d'environ 20 dBi, une efficacité d'ouverture proche 29% et une bande passante à -3 dB supérieure à 17,4% ont été mesurés. En bande H, des prototypes de tailles différentes, ont démontré en mesure, des gains allant de 20,5 à 23,1 dBi, des efficacités d'ouverture allant de 12 à 17,6% et des bandes passantes à -3 dB allant de 17 à 26,3%.Les résultats obtenus ont permis de valider l'architecture monolithique de l'antenne proposée et de démontrer son intérêt dans la conception de modules front-end millimétriques ou submillimétriques fortement intégrés, compacts, efficaces, présentant un fort gain d'antenne (>20 dBi) et fonctionnant sur une large bande passante. De plus, elle est compatible avec les technologies de fabrication bas coût et la production de masse. Ces conclusions démontrent que cette topologie d'antenne représente une solution intéressante et prometteuse pour les applications de communications sans fils à très hautes fréquences et à très haut débit.