LES ANTENNES LARGES BANDES

Historique, généralités 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

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

On utilise ce terme à toutes les sauces. 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.

BANDE 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<l) antennes à ondes progressives (L>l)

Diminution du facteur de qualité : ANTENNES 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

Antenne discône et évolutions : MONOPOLES CHARGES Antenne discône et évolutions : plan de masse volcano smoke antenna

COUPLAGE DE RESONANCES Regroupement de modes de résonances proches en fréquence Problème : conserver le même rayonnement x y z O patch fente en U

Répétition à différentes échelles du même motif ANTENNES FRACTALES Répétition à différentes échelles du même motif Résonances à différentes fréquences principe de Sierpinski

ANTENNES FRACTALES Structure de Koch

ANTENNES 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

ANTENNES A OUVERTURE PROGRESSIVE Passage progressif de l’impédance de la ligne (ou du guide) à l’espace libre Vivaldi Cornet

TECHNIQUES D’OPTIMISATION Cornet ridgé Réduction des diffractions aux arêtes Cornet corrugué

ANTENNES HELICES L’évolution des courants le long de l’hélice permet une variation progressive de l’impédance d’où un comportement large bande

ANTENNES 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

Principe de l’antenne discône en planaire BOW TIE ANTENNA Principe de l’antenne discône en planaire réduction de taille par utilisation de charges

ANTENNES LOG-PERIODIQUES Les caractéristiques de l’antenne sont des fonctions périodiques du logarithme de la fréquence Principe transposable en filaire, planaire, volumique…

SPIRALES LOGARITHMIQUES Application sur un cône zone de courants forts Simplification par les spirales d’Archimède

ANTENNES AUTO-COMPLEMENTAIRES Application du principe de Babinet : parties métalliques et fentes équivalentes Za=Zo/2=60p