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Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 1 LES ANTENNES LARGES BANDES.

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1 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 1 LES ANTENNES LARGES BANDES

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

3 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 3 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 détalement de spectre effectuer des mesures

4 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 4 CEST 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.

5 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 5 BANDE PASSANTE EN ADAPTATION Lantenne doit servir de circuit dadaptation entre une ligne de transmission (impédance classique 50 ohms) et lair. Deux grandes catégories : antennes résonantes (L< ) antennes à ondes progressives (L> )

6 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 6 ANTENNES RESONANTES Pour obtenir un fonctionnement large bande, on peut soit diminuer le facteur de qualité dune résonance, soit coupler plusieurs résonances entre elles. Diminution du facteur de qualité : principales solutions : -évolution progressive de limpédance; -ajout deffet selfique ou capacitif -ajout de pertes

7 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 7 MONOPOLES CHARGES volcano smoke antenna Antenne discône et évolutions : plan de masse

8 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 8 COUPLAGE DE RESONANCES x y z O patch fente en U Regroupement de modes de résonances proches en fréquence Problème : conserver le même rayonnement

9 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 9 ANTENNES FRACTALES principe de Sierpinski Répétition à différentes échelles du même motif Résonances à différentes fréquences

10 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 10 ANTENNES FRACTALES Structure de Koch

11 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 11 ANTENNES A ONDES PROGRESSIVES Utilisation des discontinuités dune ligne de transmission pour rayonner Fermeture de la ligne sur une charge adaptée large bande gain faible

12 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 12 ANTENNES A OUVERTURE PROGRESSIVE Passage progressif de limpédance de la ligne (ou du guide) à lespace libre Vivaldi Cornet

13 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 13 TECHNIQUES DOPTIMISATION Cornet ridgé Cornet corrugué Réduction des diffractions aux arêtes

14 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 14 ANTENNES HELICES Lévolution des courants le long de lhélice permet une variation progressive de limpédance doù un comportement large bande

15 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 15 ANTENNES INDEPENDANTES DE LA FREQUENCE Principe édicté par Rumsey : si la forme dune antenne peut être définie uniquement par des angles, cette antenne est alors indépendante de la fréquence Lantenne est alors confondue avec sa réduction homothétique suppose une antenne infinie, la fréquence basse dépendra donc de la taille de lantenne et la fréquence haute de sa précision de réalisation

16 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 16 BOW TIE ANTENNA Principe de lantenne discône en planaire réduction de taille par utilisation de charges

17 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 17 ANTENNES LOG-PERIODIQUES Les caractéristiques de lantenne sont des fonctions périodiques du logarithme de la fréquence Principe transposable en filaire, planaire, volumique…

18 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 18 SPIRALES LOGARITHMIQUES Simplification par les spirales dArchimède zone de courants forts Application sur un cône

19 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 19 ANTENNES AUTO-COMPLEMENTAIRES Application du principe de Babinet : parties métalliques et fentes équivalentes Za=Zo/2=60


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