Author: Mathieu Riel
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ISBN: 9780494168479
Category :
Languages : fr
Pages : 148

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Author: Sophie-Abigael Gomanne
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Languages : fr
Pages : 183

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Les avancées technologiques ont permis un développement important du secteur spatial, et le nombre de satellites artificiels lancés dans l'espace ne cesse de croître. Cet essor est accompagné de l'augmentation de la durée de vie des satellites et de leurs performances, induisant un besoin de reconfigurabilité de la part des antennes. Effectivement, la flexibilité de couvertures des systèmes d'antennes permettant le dépointage, la création de zéros ou la formation de toute forme de couverture, est désormais très recherchée pour de nombreuses applications dans les communications par satellite. Actuellement, la technique la plus répandue est la modification spatiale ou structurelle des réflecteurs ou des sous-réflecteurs qui peut être effectuée grâce à des petits rotors. Les réseaux à commande électronique de phase et les réseaux d'illumination sont également employés, cependant, ces 3 systèmes nécessitent une grande complexité et un coût important. Récemment, des systèmes prometteurs tels que les réseaux réflecteurs et les réseaux transmetteurs, système apparentés de par leurs fonctionnements, sont apparus. Néanmoins, bien que les réseaux réflecteurs aient démontré de bonnes performances, des réflexions incontrôlées de la puissance pour certains angles d'incidence peuvent apparaître. Conséquemment, les réseaux transmetteurs offrant de nombreux avantages tels qu'un gain élevé, une forte efficacité de rayonnement, ou une fabrication légère et simple, ce système est particulièrement attrayant depuis plusieurs années. L'objectif de ces recherches est donc d'aboutir à la fabrication d'un système d'antenne à réflecteur reconfigurable basé sur l'utilisation de réseaux transmetteurs pour des applications satellites en bande K, constituant la suite des recherches entreprises par le docteur Nematollahi. Un système mécanique permettant l'interchangeabilité des réseaux transmetteurs assurerait alors la reconfigurabilité passive visée, et par conséquent la formation de tout diagramme de rayonnement. Un cornet diagonal illumine la surface de cellules du réseau transmetteur, qui applique alors une modulation de phase sur le signal qui est ensuite réfléchi vers le réflecteur placé en offset du système. Néanmoins, ces réseaux transmetteurs reposent sur l'utilisation de cellules unitaires dont la largeur de bande est un facteur limitant. Dans un premier temps, il était donc nécessaire de procéder à la création, et plus exactement à l'optimisation, de la librairie des cellules unitaires.

Author: Clément Yann
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Languages : fr
Pages : 153

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Les antennes reflectarrays constituent une solution innovante pour des applications spatiales et radars étant donné leur capacité à combiner les atouts des antennes réseaux et des antennes à réflecteur. Un reflectarray est composé d’une source primaire placée devant un réseau de cellules contrôlant les propriétés du champ réfléchi. Cette unique source alimente le réseau et évite la mise en place d’un circuit de distribution complexe et dissipatif propre aux antennes réseaux. Dans cette thèse, nous nous intéressons à la simulation électromagnétique des reflectarrays à balayage électronique. Les outils actuels de simulation des reflectarrays à balayage électronique négligent ou approximent les couplages mutuels entre cellules pouvant conduire à des erreurs sur le diagramme de rayonnement. La simulation d’un reflectarray engendre, par ailleurs, des traitements complexes et des temps de calcul importants. L’enjeu de la simulation est donc de réduire les temps de calcul en conservant un haut degré de précision dans l’optique d’optimiser les performances en rayonnement et les délais de conception. Dans cette perspective, deux nouvelles méthodes ont été proposées :la première première méthode est consacrée à l’analyse fine du champ rayonné par l’antenne. Elle combine l’approche de la cellule environnée, développée par M.-A. Milon, et la technique de compression, généralement utilisée dans un contexte d’analyse de circuits. L’apport essentiel de la méthode réside dans l’extension de la technique de compression au traitement du champ rayonné pour l’analyse de cellules actives dans leur environnement réel. - La seconde méthode permet de calculer les réponses en phase d’une cellule du réseau en prenant en compte les effets des couplages mutuels issus des cellules environnantes. Ces réponses sont ensuite utilisées pour électionner la répartition optimale des états des cellules afin d’assurer un dépointage dans une direction. L’applicabilité de ces deux méthodes est démontrée par la simulation de différentes configurations de réseaux de cellules actives à base de diodes PIN. Le bon accord des résultats entre les méthodes proposées et des simulations de référence montre qu’elles constituent une alternative intéressante aux approches classiques. L’exploitation des méthodes est réalisée pour l’étude d’un reflectarray à balayage électronique développé par Thales Systèmes Aéroportés et le CNES fonctionnant en bande X. Cette étude a montré que les deux méthodes répondent à des objectifs industriels et scientifiques en termes de précision dans l’estimation des performances et de temps de calcul accessibles.

Author: CATHERINE.. FERRATON
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Languages : fr
Pages : 169

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LE BUT DE CE TRAVAIL EST D'ETUDIER LA TRANSPOSITION AU DOMAINE OPTIQUE DU PRINCIPE DES ANTENNES A BALAYAGE ELECTRONIQUE. CE PRINCIPE REPOSE SUR LA RECOMBINAISON INTERFERENTIELLE DE N SOURCES COHERENTES FORMANT UNE PUPILLE D'EMISSION, ET SUR L'ORIENTATION DU PLAN CONTENANT CETTE PUPILLE PAR APPLICATION DE DEPHASAGES SUR CHACUNE DES SOURCES. CE TRAVAIL PRESENTE DEUX SYSTEMES DIFFERENTS FONCTIONNANT A 1.3 MICRONS. DANS LE PREMIER, LES SOURCES SONT CONSTITUEES PAR LES EXTREMITES DE FIBRES OPTIQUES MONOMODES. LA MODELISATION DU FAISCEAU EMIS PAR CE SYSTEME ET LES RESULTATS EXPERIMENTAUX OBTENUS MONTRENT QUE LES PERFORMANCES D'UNE ANTENNE EMETTANT PAR L'INTERMEDIAIRE DE FIBRES OPTIQUES SONT LIMITEES. EN EFFET LE DIAMETRE DES FIBRES LIMITE LE RAPPROCHEMENT DES SOURCES SECONDAIRES ET LEUR MISE EN UVRE EST DELICATE. DANS LE SECOND SYSTEME, LES SOURCES SONT CONSTITUEES PAR LES SECTIONS DE GUIDES D'ONDE IMPLANTES SUR UN MEME SUBSTRAT. LES DISTANCES ENTRE SOURCES PEUVENT ETRE BEAUCOUP PLUS FAIBLES QUE POUR LES FIBRES. ELLES RESTENT CEPENDANT LIMITEES PAR L'APPARITION DE PHENOMENES DE COUPLAGE ENTRE DEUX GUIDES VOISINS LORSQUE CEUX-CI SONT TROP RAPPROCHES. A PARTIR D'UNE MODELISATION DE CES PHENOMENES, NOUS AVONS DETERMINE LES PARAMETRES GEOMETRIQUES D'UNE ANTENNE OPTIQUE A BALAYAGE ELECTRONIQUE IMPLANTEE SUR UN SUBSTRAT DE NIOBATE DE LITHIUM. NOUS AVONS CONCU, FAIT REALISER ET CARACTERISER CE COMPOSANT. LE FAISCEAU EMIS PEUT ETRE ORIENTE PAR UNE COMMANDE ELECTRIQUE AVEC UNE EXCURSION ANGULAIRE MAXIMALE DE 4.5, HUIT POINTS RESOLUS ET UNE BANDE PASSANTE DE PLUSIEURS CENTAINES DE MEGAHERTZ. LES PERFORMANCES DE CE COMPOSANT PEUVENT ETRE EXTRAPOLEES ET L'ON PEUT ENVISAGER DE NOMBREUSES APPLICATIONS DANS LE DOMAINE DES LIDARS, DES TELECOMMUNICATIONS ET DU CALCUL OPTIQUE

Author: Pascal Cousin
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Languages : fr
Pages : 228

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L'augmentation croissante des satellites géostationnaires depuis quelques années a provoqué un regain d'intérêt pour les réflecteurs à grand angle de vision capables de générer des faisceaux multiples et de recevoir simultanément des signaux diffusés depuis des satellites situés sur des positions orbitales différentes. Les antennes mono-réflecteur utiliséés aujourd'hui en France pour de telles applications sont de formes géométriques simples( parabolique ou torique) et ne sont pas optimisées pour une réception de bonne qualité sur une très large couverture angulaire. A l'étranger, des réflecteurs conformés ont également été développés mais les dimensions des sources primaires associées sont rédhibitoires. Dans ce contexte, il est apparu nécessaire de rechercher de nouveaux concepts pour améliorer les performances de balayage des antennes à réflecteur. Une étude approfondie des aberrations permet de reformuler les conditions de stigmatisme et d'aplaténisme et d'aboutir à de nouvelles équations de surface. Grâce au caractère analytique de ces équations, une méthode de conception de réflecteurs à zones de Fresnel est proposée et leurs performances radioéléctriques sont démontrées par une modélisation électromagnétique basée sur la Théorie Physique de la diffraction (TPD). Une couverture d'une soixantaine de degrés est ateinte avec un rendement compris entre 55 % et 75 % et des lobes secondaires équilibrés (absence de lobe de coma). La bande passante en fréquence est améliorée à l'aide d'une antenne cierge en diélectrique qui permet de compenser l'aberration chromatique du réflecteur. Parallèlement, des réflecteurs à surface continue et à montage excentré sont conformés en utilisant des techniques de synthèse généralisées qui prennent en compte l'ensemble des paramètres définissant l'antenne (points générateurs de la surface et du contour du réflecteur, position et orientation des sources primaires). La méthode d'optimisation repose sur un algorithme génétique qui permet de considérer un très grand nombre de variables tout en minimisant le risque d'atteindre une solution correspondant à un extremum local. Des réflecteurs destinés à la reception multiple et simultanée de satellites de télédiffusion sont ainsi conçus en conformité avec les normes CAMR 1983 afin de couvrir une cinquantaine de degrés sur l'orbite géostationnaire avec une séparation angulaire de 3°entre chaque faisceau. Les antennes obtenues ont l'avantage d'être très compactes (Focale/Diamètre= 1) grâce notamment à une réduction substantielle des dimensions des sources primaires.

Author: Gerrit Holtrup
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Languages : fr
Pages : 398

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DANS LE DOMAINE DES COMMUNICATIONS PAR SATELLITE, LES ANTENNES AUSSI BIEN DE LA CHARGE UTILE SUR SATELLITE QUE DANS LE TERMINAL TERRESTRE DEVIENNENT DE PLUS EN PLUS SOPHISTIQUEES AFIN DE SE CONFORMER AUX EXIGENCES ACCRUES DE NOUVEAUX SYSTEMES MIS EN ORBITE. POUR DES SATELLITES EN DEHORS DE L'ORBITE GEOSTATIONNAIRE, IL FAUT ETRE CAPABLE DE SUIVRE LA TRAJECTOIRE DU SATELLITE DEFILANT ; POUR UN TERMINAL EN RECEPTION MULTI-SATELLITES, ON VEUT ETRE CAPABLE DE COMMUTER RAPIDEMENT ENTRE PLUSIEURS POSITIONS ORBITALES. DANS LES DEUX SITUATIONS, ON A BESOIN D'UNE ANTENNE DONT LA DIRECTION DE VISEE EST MODIFIABLE RAPIDEMENT. C'EST LE CAS D'UNE ANTENNE A BALAYAGE ELECTRONIQUE. DANS CE MEMOIRE LES DIFFERENTES ETAPES LORS DE LA CONCEPTION D'UNE ANTENNE RESEAU A ANTENNES DU TYPE PAVE MICRORUBAN SONT DECRITES. LA DIRECTION DU LOBE PRINCIPAL DE L'ANTENNE EST COMMANDABLE DE FAÇON ELECTRONIQUE. LA COMMANDE DES RADIATEURS ELEMENTAIRES SE FAIT UNIQUEMENT SUR LEURS RETARDS RELATIFS. DE DIFFERENTES DISTRIBUTIONS DE RADIATEURS ISOTROPES ONT ETE ETUDIEES A TRAVERS LEURS FACTEURS DE RESEAU ET LE NOMBRE MINIMAL D'ANTENNES AINSI QUE LEUR ARRANGEMENT SUR UN SUPPORT DONNE ONT ETE DEDUITS EN FONCTION DES PROPRIETES DESIREES DE L'ANTENNE. IL S'AVERE AVANTAGEUX D'UTILISER DES MAILLAGES NON-REGULIERS SUR DES ANNEAUX CONCENTRIQUES QUI REMPLACENT DES MAILLAGES DE TYPE RECTANGULAIRE OU TRIANGULAIRE. A PARTIR D'UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE SUR PLUSIEURS REALISATIONS PHYSIQUES DES ANTENNES A PAVE ET DE LEUR ALIMENTATION, UNE ANTENNE LARGE BANDE A POLARISATION CIRCULAIRE A ETE RETENUE. ELLE EST ALIMENTEE PAR FENTE. DES TRANSITIONS D'UNE LIGNE TRIPLAQUE ALIMENTANT L'ANTENNE VERS UN CABLE COAXIAL ONT ETE CONÇUES ET MESUREES. POUR UN POINTAGE STABLE DU FAISCEAU DANS LA DIRECTION DE VISEE, IL FAUT IMPLEMENTER UNE REALISATION DU RETARD COMPLET ENTRE LES ELEMENTS DU RESEAU. DANS CE BUT, UNE METHODE DE REALISATION LARGE BANDE DES RETARDS PAR UN RESEAU D'ECHANTILLONNAGE DES SIGNAUX ELEMENTAIRES EST PROPOSEE.

Author: MICHEL.. DUDOME
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Languages : fr
Pages : 472

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L'ANTENNE PRISME EST UNE STRUCTURE A RESEAUX BIDIMENSIONNELS. LE PREMIER RESEAU EST DISPERSIF EN FREQUENCE TANDIS QUE LE SECOND, PLACE OBLIQUEMENT PAR RAPPORT A CE DERNIER, VIENT CORRIGER LA VARIATION DE LA PHASE DUE A LA VARIATION DE LA FREQUENCE. ETUDE DES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DU RAYONNEMENT, DES CONDITIONS D'OPTIMISATION DE LA STABILITE DU POINTAGE DU FAISCEAU ET DE SON COMPORTEMENT LORSQUE LE PREMIER RESEAU EMET UN PLAN DE PHASE VARIABLE COMMANDE DANS LE PLAN VERTICAL. LES METHODES DE L'OPTIQUE GEOMETRIQUE ET DE L'OPTIQUE PHYSIQUE PERMETTENT LA DETERMINATION DES CARACTERISTIQUES QUI RENDENT POSSIBLE LA REALISATION D'UNE ANTENNE

Author: STEPHANE.. TESSEREAU
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Category :
Languages : fr
Pages : 182

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CETTE THESE PRESENTE LA CONCEPTION ET LA REALISATION D'UN SYSTEME DE RECEPTION D'UN FAISCEAU HERTZIEN EN DIVERSITE ANGULAIRE GRACE A UNE ANTENNE BI-FAISCEAUX REALISEE EN TECHNOLOGIE IMPRIMEE. L'ANTENNE A PU ETRE CONCUE GRACE AU DEVELOPPEMENT D'UN OUTIL INFORMATIQUE D'AIDE A LA CONCEPTION DE RESEAUX LINEAIRES D'ANTENNES IMPRIMEES ALIMENTEES EN SERIE PAR COUPLAGE DE PROXIMITE, SUIVANT LA METHODE D'ELLIOTT ET STERN. SON ORIGINALITE CONSISTE A TRAITER L'ELEMENT RAYONNANT UNITAIRE COMME UN QUADRIPOLE EN SIMULANT UNE CHARGE ADAPTEE VIRTUELLE A L'EXTREMITE DE LA LIGNE D'ALIMENTATION. CET OUTIL DE SYNTHESE EST VALIDE EXPERIMENTALEMENT PAR LA REALISATION DE RESEAUX COMPOSES DE SIMPLES ET DE DOUBLES RESONATEURS. LE SYSTEME DE RECEPTION EN DIVERSITE ANGULAIRE EST VALIDE PAR DES ENREGISTREMENTS MONTRANT LA DECORRELATION ENTRE LES PUISSANCES DES SIGNAUX RECUS PAR CHACUN DES LOBES DE DIVERSITE. AINSI, L'EFFICACITE DE CE RECEPTEUR ORIGINAL POUR LUTTER CONTRE LES EVANOUISSEMENTS SELECTIFS EN FREQUENCE EST CLAIREMENT DEMONTREE

Author: Antonio Clemente
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Languages : fr
Pages : 206

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Cette thèse porte sur l'étude, la conception et la réalisation d'antennes à réseau transmetteur à reconfiguration électronique de faisceau. Un réseau transmetteur se compose d'une ou plusieurs sources focales qui illuminent un réseau de cellules élémentaires. La puissance incidente sur le réseau est transmise dans l'espace libre comme dans le cas d'une lentille. Des déphaseurs sont intégrés sur le réseau afin de contrôler la distribution de phase sur l'ouverture de l'antenne. En modifiant cette distribution de phase, nous pouvons générer un faisceau dans une direction donnée et/ou synthétiser un diagramme avec un gabarit défini. Les performances théoriques des réseaux transmetteurs sont analysées en détail en utilisant un simulateur numérique ad hoc basé sur un modèle analytique. Une technique pour la réduction de la distance focale basée sur l'utilisation de plusieurs sources focales et une méthode de réduction des pertes par débordement en utilisant une source focale à faisceau formé sont aussi présentées. Un prototype de réseau transmetteur à reconfiguration électronique de faisceau en bande X a été conçu, réalisé et caractérisé. Ce prototype, en polarisation linéaire, se compose de 20×20 cellules élémentaires. 800 diodes PIN ont été intégrées sur ce réseau afin de contrôler la phase de transmission de chaque élément rayonnant. Un gain maximal dans l'axe de 22,7 dBi, une bande passante de 1,56 GHz (15,6% à 10 GHz), un rendement total de 52,9% et une capacité de dépointage 2D de ±70° ont été mesurés. Enfin la possibilité d'utiliser des interrupteurs MEMS pour réduire les pertes d'insertion de la cellule élémentaire et la consommation totale de puissance a été étudiée.

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Languages : fr
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