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OPTIMISATION GLOBALE DE FORMES D’ANTENNES LENTILLES INTEGREES (ILAs) :

COUPLAGE D’UN ALGORITHME GENETIQUE AVEC UN SIMULATEUR FDTD EN 2-D

A. ROLLAND, R. SAULEAU, M.DRISSIAnthony.Rolland@univ-rennes1.fr

IETR - Université de Rennes 1

GDR ONDES – PESSAC – Novembre 2007

Source primaire située à la base de la lentille

Système diélectrique focalisant

Diagramme de rayonnement formé

εr

Obtention de faisceaux formés

Amélioration de la directivité

Amélioration de l’efficacité de surface

Optimisation du profil de la lentille

Motivations

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POPULATION DE FORMES DE LENTILLES

SIMULATEUR FDTD 2D

ALGORITHME GÉNÉTIQUE (AG)

FORME DE LENTILLE OPTIMISÉE

Méthodologie d’optimisation

Applications à l’optimisation d’antennes lentilles intégrées sur une large bande de fréquences

OPTIMISATION GLOBALE DE FORMES D’ANTENNES LENTILLES INTEGREES (ILAs) : COUPLAGE D’UN ALGORITHME GENETIQUE

AVEC UN SIMULATEUR FDTD EN 2-D

À diagramme de rayonnement sectoriel (faisceau formé) sur 10% de bande

À grande efficacité de surfacesur 20% de bande

Comparaisons de plusieurs stratégies de synthèse :

Optimisation monofréquence d’une lentille simple coque (faible permittivité)

Optimisation multifréquences d’une lentille double coque (à cœur de permittivité moyenne)

Obtention de lentilles ayant une grande efficacité de surface

Mise en évidence de l’apport de l’optimisation multifréquences pour synthétiser des lentilles plus large bande

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Extension à la réalisation 3-D à partir de configurations 2-D optimisées : sur la piste des lentilles plates

OPTIMISATION GLOBALE DE FORMES D’ANTENNES LENTILLES INTEGREES (ILAs) : COUPLAGE D’UN ALGORITHME GENETIQUE

AVEC UN SIMULATEUR FDTD EN 2-D

• Exemple : Lentille optimisée précédemment pour satisfaire un diagramme de rayonnement sectoriel

0 30 60 90 120 150 180-40

-30

-20

-10

0

(deg)

No

rma

lize

d R

ad

iatio

n P

atte

rn (

dB

)

f = 0.95 x f0

f = 0.975 x f0

f = f0

f = 1.025 x f0

f = 1.05 x f0

Rayonnement { patch + lentille plate 3-D} dans le plan H

0 30 60 90 120 150 180-40

-30

-20

-10

0

(deg)

Nor

mal

ized

Rad

iatio

n P

atte

rn (

dB)

f = 0.95 x f0

f = 0.975 x f0

f = f0

f = 1.025 x f0

f = 1.05 x f0

Rayonnement { Source 2D + Lentille 2-D} en Mode TM

Vue de la lentille dans le plan transversal

λe/2

Vue en perspective du patch

• Source primaire réelle (3-D) : Conservation d’un rayonnement identique entre la source primaire 2-D et le rayonnement de la source réelle dans le plan de l’optimisation : -Mode TM (2-D) Plan H (3-D)

-Mode TE (2-D) Plan E (3-D)• Géométrie 3-D :

dans le plan de l’optimisation : la forme de la lentille est celle de la lentille optimisée dans le plan transversal : la largeur de la lentille reste faible

Source réelle utilisée : un patch