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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