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Conception d’une antenne cornet-SIW a gain variable

Mejdi, Laribi (2014). Conception d’une antenne cornet-SIW a gain variable. Mémoire. Rouyn-Noranda, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Ingénierie, 105 p.

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Résumé

La plupart des gouvernements ont mis de côté certaines bandes de fréquences, appelées ISM (Industrial, Scientific, Médicale) pour une utilisation sans licence. Plus récemment, une large bande (7 GHz) ISM à 60 GHz a été libérée. Les caractéristiques de cette bande la rendent très attractive pour les travaux de recherche surtout avec le besoin croissant en termes de débit. De plus, afin de pousser l’exploitation de cette bande à son maximum, la technique MIMO combinée avec Waterfilling (remplissage de l'eau) est vivement conseillée surtout avec les faibles dimensions des antennes dans cette dernière bande. Cependant, l’implémentation de cette dernière technique impose une certaine complexité dans le diviseur de puissance RF. Notre projet propose de déplacer cette complexité vers l’antenne et d’implémenter MIMO Waterfilling d’une manière singulière. Il s’agit d’utiliser des antennes à gain variable pour contrôler la puissance émise par un système d’antenne particulier. Il est connu qu’en optique, lorsqu'une onde lumineuse rencontre une ouverture de grandeur comparable à la longueur d'onde émise, elle subit une diffraction par cette dernière. De façon similaire, en radiofréquence, il y a une équivalence entre la diffraction de lumière et l'ouverture rayonnante. Une ouverture rayonnante correspond à une ouverture de surface quelconque dans un plan conducteur, illuminé par une onde incidente. Par ailleurs, toute antenne qui exploite ce principe pour rayonner est dite antenne à ouverture et parmi ces antennes, on s'intéresse aux antennes cornet : Une sorte de guide d'onde dont la section augmente progressivement avant de se terminer par une ouverture rayonnante. La théorie montre que la valeur du champ électrique rayonné dépend de la forme et la dimension de l'ouverture et de la distribution du champ sur la surface. Cela signifie que tout changement de la surface affecte la puissance émise et par la suite le diagramme de rayonnement et le gain. La technologie du guide d’ondes intégré au substrat SIW (Substrate Integrated Waveguide) représente une solution très prometteuse pour le développement de circuits et composants qui opèrent dans la bande millimétrique. Vu la ressemblance entre la structure SIW et le guide d'ondes classique, plusieurs circuits micro-ondes à base de la technologie guide d’onde ont été conçus et réalisés avec la structure SIW dont l’antenne cornet. Pour cela, nous avons envisagé la conception d’une antenne cornet qui offre la possibilité de varier son gain à partir du changement de dimension de son ouverture rayonnante. Ce projet de maitrise vise alors à concevoir une antenne cornet (plan H) dont les dimensions de l’ouverture sont variables, en utilisant le logiciel de simulation HFSS d’Ansys. Cependant, l'intégration de l’antenne reconfigurable dans un substrat (SIW) présente des nombreux défis, vu qu’une fois un trou métallique (via) est mis en place dans le substrat, il n’est plus possible de le déplacer ou d’en changer le diamètre. La solution proposée est de remplacer les vias par des diodes insérées dans le substrat. En contrôlant l’état de ces diodes, il sera possible de changer les dimensions de l'ouverture rayonnante, rendant l’antenne reconfigurable.

Type de document: Thèse (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse: Kandil, Nahi
Co-directeurs de mémoire/thèse: Nedil, Mourad
Mots-clés libres: antenne, cornet SIW, gain variable
Divisions: Sciences appliquées > Maîtrise en ingénierie
Date de dépôt: 04 juin 2014 14:42
Dernière modification: 04 juin 2014 14:42
URI: http://depositum.uqat.ca/id/eprint/587

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