LES ANTENNES LARGES BANDES

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1 LES ANTENNES LARGES BANDES

2 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

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 d’étalement de spectre effectuer des mesures

4 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.

5 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)

6 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

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

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

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

10 ANTENNES FRACTALES Structure de Koch

11 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

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

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

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

15 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

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

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

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

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