Gotowa bibliografia na temat „Antennes à ultralarge bande”

Un développement technologique rapide dans le domaine de télécommunication, qu'il s'agisse de la téléphonie mobile, des réseaux sans fils, de la télévision par satellites, ou des applications radar (civiles ou militaires)...etc. est observé. Cet essor considérable a engendré d'énormes besoins et entraîne une évolution technologique majeure au niveau des antennes. Ces dernières doivent faire face aux différentes exigences, à savoir l'augmentation du gain, l'élargissement de la bande passante… et aux différents problèmes existant, à savoir le coût, l’encombrement…etc. Notre objectif est donc de concevoir des topologies d’antennes simples, à faible encombrement et à gain relativement élevé avec un fonctionnement multibande et/ou ultra large bande. Pour cela nous nous sommes orientés vers des antennes à résonateur diélectrique (ARD) dans les bandes UHF et SHF. Récemment, elles ont fait l’objet de plusieurs recherches et ont acquis un grand intérêt du monde académique et industriel. Les ARDs, par leurs simples et diverses géométries, peuvent être alimentées par différentes usuelles techniques. En outre, leurs tailles peuvent être plus petites que leurs homologues à savoir les antennes imprimées. Une première partie de ce travail s’est concentré sur l’étude des ARDs de forme cylindrique, puis une validation de l’outil de simulation par comparaison avec la mesure. En vue d’une utilisation multistandards, d’un élargissement des bandes de fonctionnement ou d’une modification de la fréquence, une seconde partie a été consacrée à l’étude de nouvelles topologies de résonateurs basées sur un empilement vertical et radial de deux cylindres, une topologie en multicouche et en anneau. Les résultats obtenus trouvent leurs applications dans le GSM900-DSC1800, UMTS, WIFI…<br>A fast technological development in the telecommunications domain, as mobile telephony, wireless networks, TV over Satellite, Radar Applications (civil or military)…etc, is observed. This considerable growth has led to enormous needs and caused a major technological evolution in antennas. These have to face different needs such as gain improvement, bandwidth enlargement, and different existing problems, such as cost and overcrowding…etc. Though, our goal is to design antenna topologies that are simple, having Low overcrowding and relatively with high gain operating in multiband and/or ultra large. To achieve this we headed to Dielectric Resonator Antennas (DRA) in UHF and SHF bands. Recently they have been the subject of several studies and have gained great interest from both academic and industrial sectors. Due to their diverse and simple geometries, they can be fed with different usual techniques. Furthermore, they can be smaller than patch antennas. The first part of this work has focused on the study of cylindrical DRAs, and then a validation of the simulating tool has been done after comparison with measurement results. For a multi-standard utilization, enlargement antennas’ operating bands, to have bi-band behaviour, get a modification of the resonant frequency and also a reduction of the overcrowding, the second part is dedicated to the study of new resonator topologies based on a vertical and radial stack of two cylinders, and then a multilayer and ring topologies. The obtained results found their applications in GSM900-DCS1800-UMTS-WiFi…

La technique de spectroscopie basée sur la diffusion Raman Stokes spontanée est un procédé standard employé dans de nombreux domaines allant de la thermodynamique à la médecine, en passant par la science des matériaux. À la faveur d'un échange d'énergie inélastique, elle permet de déterminer les fréquences des vibrations moléculaires présentes dans un objet. On peut ainsi remonter à l'identification des molécules et ainsi caractériser l'objet d'étude sans utiliser de marqueur spécifique. Cette méthode est néanmoins affligée de défauts. Outre la présence d'un signal de fluorescence qui peut submerger la réponse Raman, le désavantage majeur est le long temps d'exposition que requière cette technique. Dans le cas d'étude d'échantillon biologique, cela proscris son usage pour des mesures de microspectroscopie : la cartographie spectrale d'objet microscopique. Afin de pallier ce problème, de nouvelles techniques ont été développées. C'est le cas de la spectroscopie employant la diffusion Raman anti-Stokes Cohérente (ou CARS pour Coherent Anti-Stokes Raman Scattering). Du fait de sa cohérence et de sa directivité le signal anti-Stokes affiche une intensité 10^5 to 10^6 fois plus importante que dans le cas de la diffusion Raman spontanée, ce qui permet alors d'abaisser le temps d'exposition à un niveau tolérable pour les objets biologiques lors d'une mesure de microspectroscopie. De plus, le caractère anti-Stokes du signal l'épargne de la contribution de la fluorescence. Pourtant, un défaut majeur limite encore l'utilisation de cette technique : le bruit de fond non résonant. Ce phénomène peut diminuer, voir noyer la contribution résonante qui porte l'information. Cette thèse a permis le développement de techniques CARS autorisant une réduction du bruit de fond non résonant. Pour ce faire un dispositif de spectroscopie CARS multiplex (M-CARS) en configuration copropagative a été construit. Ses capacités sont illustrées par des mesures spectrales d'échantillons minéral, végétal et biologique. À partir de ce système, il a été établi une méthode innovante permettant de discriminer le signal résonant du bruit non résonant en utilisant un champ électrique continu. Il est aussi démontré la mise en place d'un procédé qui a permis de mener la première mesure de microspectroscopie M-CARS en configuration contrapropagative sur un échantillon biologique. Cette configuration limite la collecte du signal à l'objet d'étude, empêchant ainsi l'acquisition du signal résonant et non résonant issu du solvant, principal responsable du bruit de fond non résonant lors d'une mesure CARS en configuration copropagative<br>The spectroscopy technique based on spontanée Raman Stokes scattering is a standard process used in many fields spanning from thermodynamic and medicine, to materials sciences. An inelastic energy exchange permits to determinate the frequency of the molecular vibrations in an object. One can identify the molecules and thus, can characterize the object of study in a label-free way. Nevertheless, this method is afflicted with faults. Beside the presence of fluorecence that can drown the Raman answer, the main drawback is the long exposition time required. In the case of biological sample, this can prohibit the use of spontaneous Raman scattering for microspectroscopy measures: the spectral mapping of microscopic objects. To avoid this problem, new techniques have been developed. It is the case of Coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) spectroscopy. Due to its coherence and its directivity, the anti-Stokes signal has an intensity 105 to 106 times greater than the spontaneous Raman scattering one. The exposition time is then reduced to a tolerable level for biological objects during microspectroscopy measures. Moreover, the anti-Stokes characteristic of the signal prevents the fluorescence contribution. However, a major fault still limits the use of this technique: the nonresonant background. This phenomenon can diminish, even overwhelm the resonant contribution carrying the information. This thesis permitted the development of CARS approaches that allow the reduction of the nonresonant background. To do so, a multiplex CARS (M-CARS) spectroscopy apparatus in a forward configuration has been built. Its abilities are illustrated with spectral measures of mineral, vegetal and biological samples. Based on this system, it has been established an innovative method that can discriminate the resonant signal from the nonresonant one thanks to a static electric field. It has been also been demonstrated the development of a process that has allowed the first M-CARS microspectroscopy measure of a biological sample in a contrapropagative configuration. This setup limits the collect of the signal to the object of study, avoiding the acquisition of the resonant and resonant signals coming from the solvent, responsible for the major part of non resonant background during a CARS measure in a forward configuration

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-26T12:58:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProjetoConstrucaoMonopolo.pdf: 4158406 bytes, checksum: 04ae2bb1f3312ce2dd9c6a731cf8fcd4 (MD5)<br>Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-26T13:21:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProjetoConstrucaoMonopolo.pdf: 4158406 bytes, checksum: 04ae2bb1f3312ce2dd9c6a731cf8fcd4 (MD5)<br>Made available in DSpace on 2017-01-26T13:21:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProjetoConstrucaoMonopolo.pdf: 4158406 bytes, checksum: 04ae2bb1f3312ce2dd9c6a731cf8fcd4 (MD5) Previous issue date: 2015-05-08<br>CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico<br>Este trabalho descreve o projeto e análise de uma antena do tipo monopolo impresso. A forma geométrica inicial na antena do monopolo impresso é de um hexágono regular, de segmentos com 9 mm de comprimento. A proposta inicial é de uma antena para atender a faixa UWB (3,1 a 10,6 GHz). Para alcançar uma largura de banda que satisfaça o problema proposto, foi implantado curvas fractais (curva de Peano e a curva de Koch) na composição da geometria do monopolo e do plano terra, respectivamente, onde a introdução dessas curvas geram ressonâncias adicionais, assim otimizando a largura de banda e atendendo as especificações de sistemas UWB. Para realizar as analises foi utilizado o software CST MICROWAVE STUDIO®, este que é baseado no método de integração finita no domínio do tempo, que nos dispõe do ambiente computacional para simular as propriedades da antena e o comportamento eletromagnético da mesma como resultados dessas simulações, que nos apresentou uma nova faixa de frequência indo de 2,74 a 11,5 GHz, satisfazendo a faixa dos sistemas UWB. Como ultimo passo, foi confeccionado um protótipo e realizadas as medições com o equipamento adequado para a comparação dos resultados medidos com os simulados, abrangendo uma faixa de frequência de 3,2 a 13,5 GHz, onde essa faixa de resultados mostra uma concordância com os simulados, validando o modelo proposto.<br>This work describes the design and analysis of antenna monopole printed type. The initial geometry in the printed monopole antenna is of a regular hexagon, with 9 mm segments in length. The initial proposal is an antenna to serve the UWB range (3.1 to 10.6 GHz). To achieve a bandwidth satisfying the proposed problem, fractal curves (Peano curve and the Koch curve) were implemented in the geometry composition of the monopole and the ground plane, respectively, the introduction of these curves generate additional resonances, optimizing bandwidth and serving the specifications of UWB systems. To perform the analyzes, CST Microwave Studio ® software was used, which is based on finite integration method in the time domain, having the computing environment to simulate the antenna properties and the electromagnetic behavior of the same as the results of these simulations, a new frequency range going from 2.74 to 11.5 GHz is presented, satisfying the range of UWB systems. As a last stage, a prototype was made and the measurements with the proper equipment to compare the measured results with the simulated were realized, covering a frequency range from 3.2 to 13.5 GHz, where the range of results shows concordance with the simulated, validating the model.

Ce travail,consacré à l'étude des antennes résonateurs à bande interdite électromagnétique (BIE) se divise en deux parties: la première est consacrée à l’étude du fonctionnement des résonateurs à BIE et la seconde décrit trois exemples d'antennes à BIE reconfigurables. Le chapitre I propose une vue d'ensemble des matériaux périodiques de manière à situer notre étude dans le contexte actuel. Le chapitre 2 présente une étude physique du fonctionnement des résonateurs BIE. Le chapitre III détaille les principes d'une méthodologie de synthèse de résonateurs BIE développée durant cette thèse. Le chapitre IV s'intéresse aux cavités de taille réduite, abordant les problèmes posés par la finitude des structures. Enfin, le chapitre V décrit trois exemples d'antennes BIE reconfigurables. La première est une structure bi-polarisation, bi-directivité, la deuxième une antenne à directivité variable et la troisième présente un concept de dépointage grâce à une surface haute impédance active<br>This work is dedicated to the study of Electromagnetic Band Gap (EBG) resonators antennas. It is divided in two parts: the first one deals with the principle of operation of such antennas and the second one describes three examples of reconfigurable EBG resonators. First, the context of the work is highlighted by a detailed state of art on periodic materials. Then, chapter II presents a physical study of EBG resonators. In chapter III, a synthesis methodology of EBG resonator fed by planar array is described. Chapter IV deals with reduced-size structures and highlights major differences with the infinite case. Finally, chapter V presents three examples of reconfigurable EBG antennas. The first one is a dual-polarized, dual-directive structure. The second one radiates a beam whose directivity is controllable and the last one investigates the possibilities of beam scanning offered by a EBG resonator with a high impedance surface

Les communications pour véhicules militaires nécessitent des antennes monopoles large bande avec une bonne efficacité de transmission sur toute la bande de fréquence d’intérêt. Un recensement des techniques d’élargissement de la bande passante est établit afin de déterminer les avantages et inconvénients de chacune. Une étude de la variation de la conductivité le long de l’antenne est effectuée. L’utilisation d’un outil d’optimisation basé sur un algorithme génétique permet d’identifier un profil résistif favorable à la fois à une large bande passante en impédance et un diagramme de rayonnement relativement constant en fonction de la fréquence. Deux types de configurations ont été réalisés. Dans un premier temps, une antenne monopole imprimée sur un substrat de verre et composée de matériaux conducteurs et d’ITO (Indium Tin Oxyde). Dans un deuxième temps, une configuration cylindrique est fabriquée à base de laiton et de fibres de carbone. Ces prototypes permettent de valider le principe de variation de la conductivité le long de l’antenne et de déterminer les caractéristiques larges bandes d’une telle antenne<br>Military vehicular communications require a wide bandwidth aerial to avoid interferences between multiple antennas. Comparison is made between the performances of different techniques to widen monopole antenna bandwidth. In order to design a monopole antenna that has a broadband property and has at the same time radiation pattern stability and a higher radiation efficiency, we consider several conductivity variations. The use of optimization software based on genetic algorithm gives a favourable resistive profile. The optimized antenna has a large impedance bandwidth and stable radiation pattern over the frequency band. Two prototypes have been realized. Firstly, a printed monopole antenna has been deposited on a glass substrate and made up of conductive materials and ITO (Indium Tin Oxyde). Secondly, a cylindrical monopole antenna is realized based on brass and carbon fibres materials. These prototypes validate the principle of varying conductivity along monopole antenna length and show characteristics of such an antenna

Ces dernières années, le secteur spatial connait des évolutions rapides (nouveaux acteurs, nouvelles technologies) qui tendent à réduire le coût des applications télécom et d’observation via des satellites défilants de plus petite taille. En particulier la réduction de la taille et du poids des antennes large bande à polarisation circulaire aux fréquences VHF-UHF constitue un enjeu majeur. Cependant la miniaturisation d’une antenne s’accompagne généralement d’une dégradation de son efficacité et de sa bande passante. Afin de contourner ce compromis, la technique d’agilité fréquentielle constitue une solution intéressante qui permet de maintenir les performances de l’antenne miniaturisée sur une sous bande qui peut être pilotée sur une excursion en fréquence plus large.L’antenne « dipôles magnéto-électriques croisées » DMEC basée sur le concept de la source de Huygens est retenue pour ces travaux. En effet, cette antenne fait partie des antennes large bande les plus compactes dont le rayonnement est uni-directionnel. Le premier objectif de cette thèse est d’étudier et de développer des techniques de miniaturisation originales de l’antenne. Le deuxième axe de recherche s’intéresse à l’agilité fréquentielle de l’antenne miniature initialement développée afin de couvrir plusieurs octaves.Plusieurs techniques de miniaturisation (repliement géométrique, ajout d’éléments discrets) se sont appuyées sur des simulations électromagnétiques, de la modélisation théorique et des expérimentations. Un prototype d’antenne compact actif dans la bande VHF est développé. L’épaisseur de l’antenne est réduite à 0,1λ. L’antenne couvre une bande passante de 94 MHz à 366 MHz avec de bande passante instantanée de 60%. Le gain maximal varie entre 5 et 10 dBic avec un taux d’ellipticité toujours inférieur à 2 dB<br>These past years, the space sector is experiencing rapid growth (new players, new technologies) that tend to reduce the cost of telecom and observation applications via smaller satellites. In particular, reducing the size and weight of circularly polarized broadband antennas at VHF-UHF frequencies is a major challenge. However the miniaturization of an antenna is generally accompanied by a degradation of its efficiency and its bandwidth. In order to overcome this problem, the frequency agility technique constitutes an interesting solution to maintain the performance of the miniaturized antenna on a sub-band that can be driven on a wider frequency tuning range.The "crossed magneto-electric dipole" antenna based on the Huygens source concept is chosen for this work. Indeed, this antenna is part of the most compact broadband antennas with excellent unidirectional radiation. The first objective of this thesis is to study and develop original miniaturization techniques of the antenna. The second area of research focuses on the frequency agility of the miniature antenna initially developed to cover several octaves.Several miniaturization techniques such as geometric folding and capacitive loading were developed based on electromagnetic simulations, theoretical modeling and experiments. A frequency-reconfigurable compact VHF antenna is developed and realized. The thickness of the antenna is reduced to 0.09λ. The antenna covers a band from 94 MHz to 366 MHz thanks to only two tuning states (60% instant bandwidth for each). The broadside gain varies between 5 and 10 dBic over frequency with an axial ratio always lower than 2 dB

Aux hyperfréquences, compacité et largeur de bande sont bien souvent deux objectifs contradictoires. Les progrès liés au développement de circuits intégrés monolithiques et leur association à des antennes circuits imprimés de type micro ruban ont constitué une première réponse à ce besoin de compacité et de performance. Cependant, ces antennes imprimées, compte tenu des principes de base qui régissent leur fonctionnement ont, en général, des bandes passantes relativement étroites. Dans un premier temps, afin d'orienter notre étude vers des choix de configurations d'antennes aptes à satisfaire simultanément les deux contraintes, nous avons réalisé une analyse de l’existant qui a pour objet d'identifier les différents concepts larges bandes, d’en comprendre les principes fondamentaux et de maîtriser leurs limitations intrinsèques. Cependant, lorsque nous avons juxtaposé des contraintes d'encombrement, notre analyse nous a conduit à la recherche d’alternatives à l’existant. Afin de mettre en perspective cette recherche nous avons défini tout d'abord les caractéristiques géométriques et constitutives des résonateurs de base «idéaux». Puis, à partir de modèles analytiques simples nous avons couplé les caractéristiques de ces résonateurs élémentaires aux phénomènes permettant l’élargissement de la bande passante. Cette méthode met en évidence le potentiel d’une solution qui consiste à imbriquer des résonateurs de natures différentes, à savoir des résonateurs micro-ruban et micro-fentes en forme de U. La validation s’est effectuée sur une approche couplée de simulations et de mesures. Enfin le dernier degré de perfectionnement s’est appuyé sur l'adjonction d'un filtre en amont de cette nouvelle forme d’antenne. Ceci a permis d'obtenir des bandes passantes de l'ordre de 50 % avec une pureté de polarisation acceptable et pour un ROS inférieur à 1,8<br>At microwave frequencies, miniaturisation and broadband behaviour are difficult to achieve in the mean time. The association of printed antennas with monolithic integrated circuits has been considered as a way to improve both form factor and performances. However, due to their basic principles, this type of solution is still limitated in term of bandwidth. In the first part, through the analysis of existing topologies, this study focus on defining the main parameters and understanding the fundamental principles associated with our objective of bandwidth enlargement. By the addition of a form factor constraint, the necessity of developing alternative antenna solutions has appeared to be the only way to fulfil simultaneously these two requirements. Considering this new approach, we have defined the fundamental and constitutive characteristics of the “ideal” basic resonators. Then, starting from simple analytical models, we have coupled models of these elementary resonators with the theoretical characteristics allowing a bandwidth improvement. This method highlights the potential of a solution which consists in imbrications of different nature resonators, especially of U shaped slot and microstrip topologies. The validation was carried out to a coupled approach of simulations and measurements. Finally the last degree of improvement has been based on the addition of a filter upstream of this new shape of antenna. As a final demonstrator, this study has allowed to obtain bandwidths up to 50% with an acceptable cross polarization and for a ROS lower than 1,8

Nous avons réalisé une tête hyperfréquence d'un capteur cinémométrique à effet Doppler permettant d'obtenir la vitesse, le sens de marche et la distance parcourue par des véhicules terrestres. Ce travail est orienté d'une part vers des applications ferroviaires dans le cadre du projet ASTREE de la SNCF et d'autre part vers des applications routières pour l'étude d'un radar automobile. Nous nous sommes intéressés particulièrement à la partie antenne du capteur. Dans une première partie nous décrivons cette tête hyperfréquence ainsi que les antennes imprimées utilisées. Dans une deuxième partie nous validons le fonctionnement de l'ensemble du capteur sur un site SNCF nous présentons les résultats de deux campagnes d'essais dont l'une de 2400 km est effectuée dans des conditions d'exploitation normales sur la ligne Paris-Le Havre. Dans une troisième partie nous étudions l'antenne à coupler sur le radar automobile: nous introduisons l'effet Janus ainsi que les antennes à lobes inclinés. Enfin et dans une dernière partie nous étudions la conception et la réalisation de ces antennes en technologie imprimée