Post on 03-Apr-2015
Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques d’Antennes 1
LES ANTENNES LARGES BANDES LES ANTENNES LARGES BANDES
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PLAN DU COURSPLAN DU COURS
IntroductionHistorique, généralités
Caractéristiques des antennes Partie I : Antennes compactes
Partie II : Antennes larges bandes
Partie III : Antennes à polarisation circulaire
Partie IV : Antennes grand gain
Partie V : Formation de faisceau
Partie VI : Antennes intelligentes
Partie VII : MIMO
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POURQUOI DU LARGE BANDE ?POURQUOI DU LARGE BANDE ?
On cherche à couvrir un large spectre de fréquences pour :
offrir des débits importants
multiplier les normes accessibles
faire du radar
les modes impulsionnels
les techniques d’étalement de spectre
effectuer des mesures
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C’EST QUOI LARGE BANDE ?C’EST QUOI LARGE BANDE ?
On utilise ce terme à toutes les sauces.La bande passante peut être définie de différentes manières :
en adaptation (-3, -6, -10, -14 dB…);en polarisation;en gain;autres ?
Une antenne est considérée large bande à partir de 10% de bande ou une octave ou une décade
de bande, tout dépend du critère.
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BANDE PASSANTE EN ADAPTATIONBANDE PASSANTE EN ADAPTATION
L’antenne doit servir de circuit d’adaptation entre une ligne de
transmission (impédance classique 50 ohms) et l’air.
Deux grandes catégories :
antennes résonantes (L<)antennes à ondes progressives (L>)
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ANTENNES RESONANTESANTENNES RESONANTES
Pour obtenir un fonctionnement large bande, on peut soit diminuer le facteur de
qualité d’une résonance, soit coupler plusieurs résonances entre elles.
Diminution du facteur de qualité :
principales solutions :-évolution progressive de l’impédance;
-ajout d’effet selfique ou capacitif-ajout de pertes
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MONOPOLES CHARGESMONOPOLES CHARGES
volcano smoke antenna
Antenne discône et évolutions :
plan de masse
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COUPLAGE DE RESONANCESCOUPLAGE DE RESONANCES
x
y
z
O
mode d’anneaurésonateur
Fréquence (GHz)
Réel
Imaginaire
patch fente en U
Regroupement de modes de résonances proches en
fréquence
Problème : conserver le même rayonnement
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ANTENNES FRACTALESANTENNES FRACTALES
principe de Sierpinski
Répétition à différentes échelles du même motif
Résonances à différentes fréquences
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ANTENNES FRACTALESANTENNES FRACTALES
Structure de Koch
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ANTENNES A ONDES PROGRESSIVESANTENNES A ONDES PROGRESSIVES
Utilisation des discontinuités d’une ligne de transmission pour rayonner
Fermeture de la ligne sur une
charge adaptée
large bande
gain faible
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ANTENNES A OUVERTURE PROGRESSIVEANTENNES A OUVERTURE PROGRESSIVE
Passage progressif de l’impédance de la ligne (ou du guide) à l’espace libre
Vivaldi
Cornet
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TECHNIQUES D’OPTIMISATIONTECHNIQUES D’OPTIMISATION
Cornet ridgé
Cornet corrugué
Réduction des diffractions aux arêtes
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ANTENNES HELICESANTENNES HELICES
L’évolution des courants le long de l’hélice permet une variation progressive de
l’impédance d’où un comportement large bande
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ANTENNES INDEPENDANTES DE LA FREQUENCEANTENNES INDEPENDANTES DE LA FREQUENCE
Principe édicté par Rumsey : si la forme d’une antenne peut être définie uniquement par des angles, cette antenne est
alors indépendante de la fréquence
L’antenne est alors confondue avec sa réduction homothétique
suppose une antenne infinie,la fréquence basse dépendra donc de la taille
de l’antenne et la fréquence haute de sa précision de réalisation
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BOW TIE ANTENNABOW TIE ANTENNA
Principe de l’antenne discône en planaireréduction de taille par utilisation de charges
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ANTENNES LOG-PERIODIQUESANTENNES LOG-PERIODIQUES
Les caractéristiques de l’antenne sont des
fonctions périodiques du logarithme de la
fréquence
Principe transposable en filaire, planaire, volumique…
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SPIRALES LOGARITHMIQUESSPIRALES LOGARITHMIQUES
Simplification par les spirales d’Archimède
zone de courants forts
Application sur un cône
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ANTENNES AUTO-COMPLEMENTAIRESANTENNES AUTO-COMPLEMENTAIRES
Application du principe de Babinet : parties métalliques et fentes
équivalentes
Za=Zo/2=60