Littérature scientifique sur le sujet « ETSA (Exponentially Tapered Slot Antennas) »

In this paper, a horn-shaped strip antenna exponentially tapered carved on a multilayer dielectric substrate for an indoor body position tracking system is proposed. The performance of the proposed antenna was verified by testing it as a tracking state of an indoor resting body position. Among different feeding techniques, the uniplanar T-junction power divider approach is used. The performance verification of the proposed antenna is explained through its compact size and 3D shape, along with a performance comparison of the return loss radiation pattern and the realized gain. The suggested antenna has an 88.88% fractional bandwidth and a return loss between 6 and 15.6 GHz, with a maximum gain of 9.46 dBi in the 9.5 GHz region. Within the intended band, the radiation pattern had an excellent directivity characteristics. The proposed antenna was connected to an NVA-R661 module of Xethru Inc. for sleeping body position tracking. The performance of the antenna is measured through microwave imagining of the state of the resting body in various sleeping positions on the bed using a Recurrent Neural Network (RNN). The predicted outcomes clearly define the antenna’s performance and could be used for sensing and prediction purposes.

SummaryIn this paper, a dual‐band antenna switch module with switching capability targeting the inter‐band carrier aggregation at 5G new‐radio (NR) frequency range 2 (FR2) is presented. Inter‐band carrier aggregation has become increasingly prevalent in millimeter‐wave applications at Ka‐band frequencies as a means to secure sufficient bandwidth for improving the rate of data transmission. Antenna modules with polarization switching capability are considered as a critical component for maintaining proper transmission and reception of the signals at millimeter‐wave frequencies. The integrated system consists of a wideband single‐pole‐double‐throw (SPDT) switch and a dual‐band power amplifier (PA) that are realized on the Rogers RO3010 substrate. With the two double exponentially tapered slot antennas (DETSA) arranged in the mutually orthogonal configuration, the antenna switch module can provide linear polarization at ±45 degrees. A measured error‐vector‐magnitude (EVM) of −30.3 dB at 38 GHz using 200‐MHz standard 5G NR 256‐QAM orthogonal frequency‐division multiplexing (OFDM) modulation has demonstrated the feasibility of the proposed module to be implemented for millimeter‐wave applications.

Cette thèse s'inscrit dans un projet de recherche qui a pour ambition de développer, dans une démarche écologique, une méthodologie permettant de retrouver la densité des matériaux du génie civil. L'objectif est de remplacer une méthode invasive et nucléaire par une approche non destructive et électromagnétique. Les travaux de cette thèse sont issues d'une collaboration Cifre entre le Cerema, Routes de France et le Laboratoire de Mathématiques de l'INSA de Rouen Normandie (LMI). Des premiers travaux ont permis d'établir un lien entre la densité et la permittivité diélectrique d'un matériau, ce qui a conduit l'équipe ENDSUM du Cerema Normandie à réaliser un banc permettant d'émettre et de recevoir des ondes électromagnétiques. Il est équipé de moteurs pas à pas pour les antennes et un moteur pour le support, permettant d'accéder à des mesures de type tomographie. L'objectif de cette thèse est de mettre en place un solveur permettant de réaliser une inversion sur les données générées par ce banc afin de retrouver la permittivité et in fine la compacité. Cela implique la modélisation et la simulation numérique de ce système, basée sur la diffraction des ondes électromagnétiques régie par les équations de Maxwell que nous avons étudiés en ordre 2. La réalisation de ce solveur 3D a nécessité l'implémentation d'une méthode type Élément Finis, basée sur les Éléments Finis de Nédelec. La prise en compte du caractère non borné du domaine a été réalisée grâce à l'implémentation de Perfectly Matched Layers. Afin d'optimiser l'implémentation, nous avons également mis en place une vectorisation de l'assemblage des matrices de discrétisation et implémenté une méthode de décomposition de domaine. Finalement, la résolution du problème de minimisation s'est faite par une approche de type Gauss-Newton utilisant la méthode d'état adjoints pour le calcul de la matrice Hessienne. Cette résolution est combinée avec une régularisation de Tikhonov dite semi-quadratique permettant d'accentuer le contraste dans la permittivité recherchée. La modélisation du banc a également nécessité des travaux sur le calibrage des antennes utilisées. Nous avons réadapté les travaux dans le but de considérer les antennes comme une source ponctuelle associée à une onde sphérique et mis en place un procédé expérimental permettant de corriger les signaux reçus
This thesis is part of a research project aiming to develop, in an ecological approach, a methodology for retrieving the density of civil engineering materials. The objective is to replace an invasive and nuclear method with a non-destructive and electromagnetic approach. The work of this thesis stems from a CIFRE collaboration between Cerema, Routes de France, and the Laboratory of Mathematics at INSA Rouen Normandie (LMI).The initial work has established a relationship between the density and the dielectric permittivity of a material, leading the ENDSUM team at Cerema Normandie to develop a bench capable of emitting and receiving electromagnetic waves. It is equipped with stepper motors for the antennas and a motor for the support, enabling tomography-type measurements. The objective of this thesis is to implement a solver capable of performing inversion on the data generated by this bench to retrieve the permittivity and ultimately the compactness. This involves the numerical modeling and simulation of this system, based on the diffraction of electromagnetic waves governed by the Maxwell equations we studied in second order. The development of this 3D solver required the implementation of a Finite Element type method, based on Nedelec Finite Elements. The consideration of the unbounded nature of the domain was achieved through the implementation of Perfectly Matched Layers. To optimize the implementation, we also introduced vectorization of the discretization matrix assembly and implemented a domain decomposition method. Finally, the resolution of the minimization problem was carried out using a Gauss-Newton approach utilizing the adjoint state method for computing the Hessian matrix. This resolution is combined with a semi-quadratic Tikhonov regularization method to enhance the contrast in the desired permittivity.The modeling of the bench also required work on the calibration of the antennas used. We have readapted previous work to consider the antennas as a point source associated with a spherical wave and implemented an experimental process to correct the received signals