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Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 1 TECHNIQUES DANTENNES POUR LES TELECOMMUNICATIONS Guillaume VILLEMAUD Laboratoire CITI.

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1 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 1 TECHNIQUES DANTENNES POUR LES TELECOMMUNICATIONS Guillaume VILLEMAUD Laboratoire CITI

2 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 2 PLAN DU COURS Introduction 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

3 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 3 Caractéristiques des antennes Diagramme de rayonnement Gain Impédance (adaptation) Polarisation Couplage mutuel cahier des charges dune application

4 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 4 Diagramme de rayonnement Représente la fonction caractéristique de rayonnement en 2D ou 3D Permet de connaître la ou les directions privilégiées de rayonnement ainsi que les ouvertures, les zéros et les niveaux de lobes secondaires

5 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 5 Gain dune antenne Donne le rapport entre lintensité du champ rayonné dans une direction particulière et lintensité rayonné dans lensemble de lespace. Une antenne isotrope a un gain de 0 dB On donne généralement le gain maximum dune antenne. Combiné au diagramme de rayonnement, on peut connaître le gain dans toute direction. Ce gain dépend de la fréquence (variation de la répartition des champs dans lantenne). Différence entre gain intrinsèque et gain réalisé.

6 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 6 Polarisation du champ 3 modes de polarisation –polarisation rectiligne verticale, horizontale (plan H ou E) –polarisation circulaire droite ou gauche –polarisation elliptique droite ou gauche

7 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 7 Plans de référence

8 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 8 Impédance de lantenne résonance parallèle Limpédance complexe dune antenne varie en fonction de la fréquence. Cela correspond aux variations de répartition des courants à sa surface. On cherche à faire correspondre la fréquence de fonctionnement avec un point dimpédance purement réel proche de celle du système (50 ohms en général).

9 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 9 Impédance de lantenne La géométrie de lantenne et son mode dalimentation influent sur cette impédance. On cherche généralement à se placer au plus près dune résonance et à annuler la partie imaginaire. Antenne Résonance série Résonance parallèle Max de courant au niveau du générateur Impédance faible Min de courant au niveau du générateur Impédance élevée

10 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 10 Impédance de lantenne Exemple du dipôle v i

11 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 11 Couplage mutuel Deux antennes proches influent lune sur lautre par un couplage des champs EM. Ce couplage doit être pris en compte car il modifie les caractéristiques des antennes (impédance et rayonnement). Limite rapide des modèles analytiques Modélisation électromagnétique

12 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 12 Codes de calculs électromagnétiques Résolution des équations de Maxwell : différentiel intégrale flux asymptotique (rayons) Exemple différentiel : différences finies Méthodes temporelles ou fréquentielles

13 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 13 Exemple de logiciel Définition des éléments métalliques et diélectriques Calcul des caractéristiques électriques et du rayonnement par boîte de Huyghens

14 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 14 Lancer de rayon Utilise lOptique Géométrique et la Théorie Uniforme de la Diffraction (lancer de rayons, tracé de rayons).

15 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 15 Méthode de mesure Mesure dadaptation Mesure de rayonnement

16 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 16 Chambres de mesure

17 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 17 Chambres de mesure


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