Etude d’antenne microruban à base de métamatériaux en ondes millimétrique PDF Download
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Author: Cuong Tran Manh
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 238
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Book Description
L’intérêt de métamatériaux est très grand pour l’électromagnétisme et les applications possibles sont très nombreuses. Les surfaces hautes impédance (SHI) sont des structures métamatériaux à part entière. Ce sont des structures périodiques bidimensionnelles dont la caractéristique principale est de supprimer les ondes de surface dans une certaine bande de fréquence limitée (dite bandgap). Nos travaux concernent la conception d’antennes microrubans patch dédiés aux communications très haut débit autour de 40 GHz. L’originalité de l’approche prise ici est l’application des surfaces à haute impédance à l’antenne patch pour améliorer ses performances en termes d’adaptation, de gain, de réduction des rayonnements arrière (diminution du niveau de lobes latéraux et secondaires) et l’amélioration de la directivité et de la bande passante ainsi qu’à la réduction des couplages entre les réseaux d’antennes haut débit voisins dans les systèmes de communications et les circuits hautes fréquences.
Author: Cuong Tran Manh
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Category :
Languages : fr
Pages : 238
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Book Description
L’intérêt de métamatériaux est très grand pour l’électromagnétisme et les applications possibles sont très nombreuses. Les surfaces hautes impédance (SHI) sont des structures métamatériaux à part entière. Ce sont des structures périodiques bidimensionnelles dont la caractéristique principale est de supprimer les ondes de surface dans une certaine bande de fréquence limitée (dite bandgap). Nos travaux concernent la conception d’antennes microrubans patch dédiés aux communications très haut débit autour de 40 GHz. L’originalité de l’approche prise ici est l’application des surfaces à haute impédance à l’antenne patch pour améliorer ses performances en termes d’adaptation, de gain, de réduction des rayonnements arrière (diminution du niveau de lobes latéraux et secondaires) et l’amélioration de la directivité et de la bande passante ainsi qu’à la réduction des couplages entre les réseaux d’antennes haut débit voisins dans les systèmes de communications et les circuits hautes fréquences.
Author: Mamadou Bamba Gueye
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Category :
Languages : fr
Pages : 173
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Book Description
L’objectif de cette thèse est la conception d’une antenne plane ultra—directive pour la bande 71-86 GHz. L’antenne sera conçue en technologie guide d’ondes (ou métamatériaux, en parallèle dans le laboratoire LEME-OMS) avec l’utilisation de matériaux plastiques “ bas coût ”. Les travaux porteront sur la spécification, l’étude, la conception puis la réalisation et le test d’une antenne prototype guide d’onde plane “ simple ”. Les travaux de cette thèse s’intègrent dans le cadre du projet ELHaN* et plus particulièrement au sous projet SP4 relative au développement d’une antenne compacte nouvelle génération. Le projet ELHaN (E band Liaison Haut débit Numérique) du pôle de compétitivité SYSTEM@TIC, Région Ile de France (FUI7 / FEDER2) vise à développer des composants et des modules électroniques pour les applications futurs de télécommunication à très haut débit en bande E (60-90 GHz).Ce projet est né d’un besoin de couvrir de nouvelles bandes de fréquences fortement motivé par la saturation du spectre électromagnétique des bandes commerciales actuelles. En effet, il devient crucial d’explorer les fréquences de plus en plus hautes et en particulier celles encore gratuites pour satisfaire la très forte hausse des demandes en liaisons haut débit, notamment pour les télécommunications mobiles et de transferts de données. Le chapitre l présente : 1/ le projet ELHaN, le contexte de l’étude et les partenaires associés, 2/ l’étude bibliographique sur les antennes directives, les technologies en bandes millimétriques, susceptibles de répondre au cahier des charges. Le chapitre Il est scindé en plusieurs grandes parties. 1/ Modélisation et conception des différents éléments unitaires de l’antenne guide d’ondes. 2/ Eléments du cahier des charges, définition des exigences et des contraintes liées à la technologie. 3/ Configuration d’un réseau d’antenne permettant de réduire les lobes secondaires afin de respecter les gabarits imposés par les normes standards ETSI ou FCC. On adopter la configuration dite polarisation “ slant 45° ” ou position diamant. Elle permet, en particulier de pallier à l’application des pondérations usuelles de types Taylor ou Tchebychev, permettant de réduire le niveau des lobes secondaires. 4/ Choix du système d’alimentation associé à l’antenne et de l’architecture du répartiteur mis en œuvre pour la distribution de l’énergie. Nous présentons les difficultés rencontrés lors de l’utilisation des guides d’ondes standards et les choix de solutions innovantes permettant de s’y affranchir. Un modèle de guide d’onde “ ridgé ” a été adopté permettant “ du même coup ” de réduire les dimensions des guides standards tout en gardant leurs performances. Le troisième et dernier chapitre est l'occasion de valider le concept de l’antenne réseau proposé. Il traite la réalisation et les mesures effectuées sur les différents éléments de base de l’antenne. Pour cela, nous avons présentés d’abord une étude sur la sensibilité des dimensions (côtes) et l’impact engendré sur les résultats. Nous avons procédés ensuite à une recherche de technologies permettant de réaliser les modules de base de l’antenne. Cette étude indique les processus qui répondent au mieux à la réalisation du produit en masse production ou en prototypage. Un prototype d’antenne plane guide d’ondes 80 GHz a été réalisé et testé. De même tous les éléments unitaires (cornet unitaire, diviseur de puissance, et un sous réseau de 4 x 4 éléments.) ont été réalisés. Nous consacrons la dernière partie de ce chapitre aux mesures et aux validations expérimentales des modules et de l’antenne et la comparaison aux résultats de l’én1de numérique. Nous avons ainsi pu valider le concept d’antenne réseau guide d’ondes plate dans la bande de fréquence millimétrique (80 GHz). Nous avons terminé ce mémoire par les conclusions et les perspectives.
Author: Hicham Lalj
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Languages : fr
Pages : 0
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Les structures de base de méta-matériaux nourrissent une alternative technologique prometteuse qui vise à répondre à de nouvelles contraintes de miniaturisation et de performances radioélectriques des systèmes reconfigurables à bas coût.Les travaux de cette thèse reposent sur l'association des cellules Métamateriaux unitaires sub-longueurs d'ondes miniatures et agiles, selon des conditions d'excitation électromagnétique en champ proche, à des dispositifs micro-ondes planaires afin de réaliser de nouvelles structures de filtres et de systèmes antennaires reconfigurables.Après une présentation de l'état de l'art, sur à la fois le concept des Métamateriaux micro-ondes et des modèles de filtres et d'antennes à base des Métamateriaux, nos travaux proposent ensuite sur quatre orientations. La première a trait à l'ingénierie de conception et de simulation électromagnétique des cellules unitaires Métamateriaux, ainsi qu'à l'étude de la miniaturisation et de l'agilité des paramètres électriques.La deuxième orientation est consacrée à la réalisation de nouveaux modèles de filtres agiles basés sur le chargement d'une ligne microruban par des résonateurs sub-longueurs d'onde. Deux modèles de filtres sont développés et validés expérimentalement. Le premier concerne un filtre coupe bande basée sur l'association d'une ligne microruban à des résonateurs de type SRR. Selon le même modèle, un filtre passe bande basé sur une ligne microruban associée à deux cellules résonantes à deux fréquences différentes est proposé. Le deuxième modèle concerne un filtre coupe bande à base d'une ligne microruban chargée par des cellules CSRR, une étude de miniaturisation de ce modèle a été présentée et utilise aussi bien l'optimisation des paramètres géométriques qu'électriques ; un facteur de réduction de 5 est obtenu par rapport au filtre coupe bande de base. Les techniques d'agilité étudiées sont basées sur le chargement de la cellule par des éléments électroniques actifs tels que les diodes PIN et Varactor qui sont logés en des positions appropriées. Les résultats obtenus ont montré une variation intéressante des paramètres du filtre en fonction de la tension de polarisation des diodes.La troisième orientation de la thèse vise à introduire de nouveaux modèles d'association en champ proche entre une antenne monopole ULB et des cellules Métamateriaux de type SRR et CSRR. Ces nouveaux modèles ont pour objectif de répondre à des verrous technologiques en termes de reconfigurabilité spectrale tout en préservant le caractère faible encombrement de l'antenne. Le premier modèle proposé concerne une antenne monopole associée à des cellules SRR imprimées sur le substrat à proximité de la ligne d'alimentation de l'antenne. Les résultats théoriques et expérimentaux confirment le comportement coupe bande autour de la fréquence de résonance de la cellule, et une stabilité des performances de rayonnement sur le reste de la bande passante de l'antenne de référence. Pour Le deuxième modèle, le monopole rayonnant est directement chargé par les cellules SRR et CSRR. Après optimisation des conditions d'alimentation des cellules, les résultats de simulation confirment à la fois le comportement coupe bande autour de la fréquence de résonance de la cellule et la stabilité de rayonnement.La dernière orientation concerne la réalisation de deux nouveaux systèmes antennaires à multi contraintes fréquentielles, pour le besoin de la Radio cognitive. Le premier système est basé sur une antenne monopole et des cellules SRR agiles. Les résultats de mesure et de simulation ont montré l'obtention d'un comportement ULB avec des deux bandes filtrées reconfigurables. Le deuxième nouveau système tente de répondre aux exigences antennaires de la technologie radio cognitive. L'ensemble des résultats obtenus ont montré une flexibilité de passage du mode antenne-capteur (ULB) à une antenne de communication à bande étroite reconfigurable.
Author: Taieb El Karkraoui
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Languages : fr
Pages : 155
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Book Description
Un système de communication fiable dans un environnement confiné, en particulier les mines souterraines, peut largement accroître la sécurité et la production. Actuellement, les réseaux de communication sans fil en milieu confiné offrent un débit maximal de 1 Gbits/s. Toutefois, la disponibilité de systèmes offrants des débits de l'ordre de 2 à 10 Gbits/s deviendra dans un proche avenir, une nécessité compte-tenu de l'introduction des systèmes 4G avancés et les technologies 5G qui pointent à l'horizon. L'utilisation de fréquences élevées, particulièrement en bandes millimétriques, telle que la bande ISM à 60 GHz offrant 7 GHz de bande passante, est l'une des voies les plus directes et les plus simples pour atteindre un débit souhaitable entre 2-10 Gbits/s. Il est bien connu toutefois que les signaux à 60 GHz se propagent de façon erratique dans les endroits où se trouvent de nombreux obstacles, les composantes réfléchies et diffractées étant considérablement atténuées. Le type de polarisation de l'antenne d'émission et de réception est l'un des critères affectant la qualité de réception du signal, en plus des pertes additionnelles liées à l'absorption par l'oxygène dans l'air et les pertes de propagation associées au parcours. Pour palier partiellement à ces problèmes, les antennes doivent être directionnelles à polarisation circulaire avec un gain élevé et une large bande passante. Ce travail présente une nouvelle approche pour améliorer les propriétés de rayonnement des antennes BIE (Bande Interdite Électromagnétique) en utilisant une combinaison entre les antennes à résonateurs diélectriques DRA (Dielectric Resonator Antenna) et les superstrats métamatériaux pour profiter des avantages individuels de chacun d'eux. L'objectif est de concevoir, étudier analytiquement, numériquement et expérimentalement de nouvelles structures performantes de type BIE et de caractériser leur potentiel en termes de la bande passante, du gain, de l'efficacité et de la polarisation pour un fonctionnement optimal autour de 60 GHz, conformément aux exigences d'un canal minier. Initialement, une antenne émettrice originale BIE fonctionnant à 60 GHz, caractérisée par un gain élevé et une polarisation circulaire à large bande est proposée. Cette antenne est constituée d'un résonateur diélectrique en forme de croix (XDRA) et elle est utilisée comme une source d'alimentation pour générer la polarisation circulaire avec une couche supérieure de type FSS (surface sélective en fréquence) pour améliorer le gain et la bande passante de la source d'excitation. Ensuite, une nouvelle approche analytique pour calculer les propriétés de rayonnement des antennes BIE est développée. Pour satisfaire aux exigences des ondes millimétriques en termes de gain, on présente une autre antenne hybride basée sur la combinaison de la théorie des réseaux et la notion des antennes BIE monosource. Cette nouvelle structure multisources permet d'atteindre une amélioration de gain de 3.5 dB par rapport à l'antenne monosource mais, la bande passante de ces structures reste encore incompatible avec de nombreuses applications à 60 GHz. Pour remédier au problème de la bande passante limitée, une nouvelle approche hybride est subséquemment introduite. Cette technique est basée sur l'excitation de la structure BIE par des antennes à résonateur diélectrique multi segments et, ensuite, le concept du superstrat métamatériau est introduit pour améliorer le produit gain- bande passante. Finalement, pour rendre la communication plus flexible soit que les antennes peuvent être utilisées simultanément en tant qu'émetteur et récepteur, une structure BIE unique à polarisation configurable est conçue. La structure est composée d'une excitation sous la forme d'une antenne à résonateur diélectrique pyramidal DRA recouvert avec un superstrat FSS. Ce dispositif est capable de basculer entre la polarisation circulaire et linéaire par une simple rotation mécanique du résonateur diélectrique de 45 degrés. L'avantage de cette structure réside dans le fait que les propriétés de la bande passante, du gain, de l'efficacité et de la forme des diagrammes de rayonnement sont maintenues stables lors de la commutation entre les deux configurations de polarisation circulaire et linéaire.
Author: YANN.. CAILLOCE
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Category :
Languages : fr
Pages : 194
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Book Description
LES COMMUNICATIONS FIXES ET MOBILES QUI VONT SE DEVELOPPER EN ONDES MILLIMETRIQUES (40-60 GHZ) IMPLIQUENT DES ETUDES SUR LE SEGMENT HERTZIEN ET PLUS PARTICULIEREMENT LA PARTIE ANTENNE. COMPTE TENU DES FREQUENCES, LA REDUCTION DE TAILLE DES AERIENS PERMET DE CONCEVOIR DES SOUS-ENSEMBLES INTEGRANT LES FONCTIONS RAYONNEMENT, AMPLIFICATION MAIS AUSSI LA CONVERSION OPTIQUE/RADIO. LE TRAVAIL PRESENTE ICI CONCERNE LA PARTIE ANTENNE ET S'INSCRIT DANS LE CADRE D'UNE ETUDE SOUTENUE PAR FRANCE TELECOM/C.N.E.T (CENTRE NATIONAL D'ETUDES EN TELECOMMUNICATION) : ETUDE SUR LES ANTENNES ACTIVES POUR LES COMMUNICATIONS AVEC LES MOBILES ET LES COMMUNICATIONS DE PROXIMITES. LE PREMIER PROBLEME ETAIT DE METTRE AU POINT UN SIMULATEUR ELECTROMAGNETIQUE D'ANTENNE SUFFISAMMENT FIABLE DANS LE DOMAINE DES FREQUENCES MILLIMETRIQUES A 38 ET 60 GHZ POUR POUVOIR TRAITER DES ANTENNES IMPRIMEES DE GEOMETRIE QUELCONQUE AINSI QUE L'ASSOCIATION DE QUELQUES ELEMENTS (2 A 4) POUR FORMER LES DIAGRAMMES DE RAYONNEMENT. LA METHODE UTILISE ICI EST BASEE SUR LES TECHNIQUES DE LA SEGMENTATION ET DE LA DESEGMENTATION. LE DEUXIEME OBJECTIF DE CETTE ETUDE A ETE D'ANALYSER LES CONTRAINTES TECHNOLOGIQUES DU A L'USAGE DE MATERIAU SEMI-CONDUCTEUR TELS L'ASGA ET L'INP COMME SUBSTRAT DES ANTENNES. LA CONCEPTION DES ANTENNES SUR DIELECTRIQUE HAUTE PERMITTIVITE A BIEN MONTRE LES PERTES PAR ONDES DE SURFACE AUXQUELLES IL FAUT S'ATTENDRE ET LA CONSEQUENCE SUR LA LIMITATION D'EPAISSEUR DU SUBSTRAT. NOUS AVONS AUSSI MIS EN EVIDENCE LES PERTURBATIONS APPORTEES PAR L'ENVIRONNEMENT ELECTROMAGNETIQUE DE L'ANTENNE DE PETITE TAILLE DE MANIERE QUANTITATIVE POUR LE RAYONNEMENT DE LA LIGNE D'ALIMENTATION ET L'INFLUENCE DU FIL DE CONNEXION (ANTENNE HYBRIDE) ; ET QUALITATIVE POUR LES DIFFRACTIONS DE PLATEAU ET LE RAYONNEMENT DU CONNECTEUR. CECI A MONTRE EN PARTICULIER LA NECESSITE A 60GHZ D'INTEGRER SUR LA PUCE UN AMPLIFICATEUR AU PLUS PRES DE LA PASTILLE. TOUT CECI S'EST SOLDE PAR LA REALISATION D'UN NOMBRE IMPORTANT DE MAQUETTES A 38 GHZ ET 60 GHZ. FINALEMENT POUR VALIDER LA FAISABILITE D'UNE LIAISON OPTIQUE/RADIO INTRA-BATIMENT UTILISANT LES FREQUENCES MILLIMETRIQUES, NOUS AVONS REALISE ET TESTE UN DEMONSTRATEUR A 38 GHZ COMPATIBLE AVEC UNE EXTENSION A 60 GHZ. ENFIN, NOUS AVONS REALISE QUELQUES LENTILLES DIELECTRIQUES PERMETTANT DE FOCALISER L'ENERGIE DANS UNE DIRECTION DONNEE. NOUS AVONS AINSI ABORDE QUATRE TYPES DE LENTILLES DIELECTRIQUES A 38GHZ.
Author: Clifford M. Krowne
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3540721320
Category : Science
Languages : en
Pages : 380
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Book Description
This book deals with the subject of optical and electronic negative refraction (NR) and negative index materials NIM). Diverse approaches for achieving NR and NIM are covered, such as using photonic crystals, phononic crystals, split-ring resonators (SRRs) and continuous media, focusing of waves, guided-wave behavior, and nonlinear effects. It is perhaps the most comprehensive book on the new class of negative refraction materials, covering all aspects of negative refraction and negative index materials.
Author: Constantine A. Balanis
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 0470589485
Category : Science
Languages : en
Pages : 1040
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Book Description
Balanis’ second edition of Advanced Engineering Electromagnetics – a global best-seller for over 20 years – covers the advanced knowledge engineers involved in electromagnetic need to know, particularly as the topic relates to the fast-moving, continually evolving, and rapidly expanding field of wireless communications. The immense interest in wireless communications and the expected increase in wireless communications systems projects (antenna, microwave and wireless communication) points to an increase in the number of engineers needed to specialize in this field. In addition, the Instructor Book Companion Site contains a rich collection of multimedia resources for use with this text. Resources include: Ready-made lecture notes in Power Point format for all the chapters. Forty-nine MATLAB® programs to compute, plot and animate some of the wave phenomena Nearly 600 end-of-chapter problems, that's an average of 40 problems per chapter (200 new problems; 50% more than in the first edition) A thoroughly updated Solutions Manual 2500 slides for Instructors are included.
Author: Alexander V. Sergienko
Publisher: CRC Press
ISBN: 1420026607
Category : Science
Languages : en
Pages : 248
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Book Description
All current methods of secure communication such as public-key cryptography can eventually be broken by faster computing. At the interface of physics and computer science lies a powerful solution for secure communications: quantum cryptography. Because eavesdropping changes the physical nature of the information, users in a quantum exchange can easily detect eavesdroppers. This allows for totally secure random key distribution, a central requirement for use of the one-time pad. Since the one-time pad is theoretically proven to be undecipherable, quantum cryptography is the key to perfect secrecy. Quantum Communications and Cryptography is the first comprehensive review of the past, present, and potential developments in this dynamic field. Leading expert contributors from around the world discuss the scientific foundations, experimental and theoretical developments, and cutting-edge technical and engineering advances in quantum communications and cryptography. The book describes the engineering principles and practical implementations in a real-world metropolitan network as well as physical principles and experimental results of such technologies as entanglement swapping and quantum teleportation. It also offers the first detailed treatment of quantum information processing with continuous variables. Technologies include both free-space and fiber-based communications systems along with the necessary protocols and information processing approaches. Bridging the gap between physics and engineering, Quantum Communications and Cryptography supplies a springboard for further developments and breakthroughs in this rapidly growing area.
Author: Balanis
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 9788126513932
Category :
Languages : en
Pages : 962
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Book Description
Market_Desc: · Electrical Engineers· Advanced Undergraduate · Graduate Students in Electrical Engineering Special Features: · Computer programs at the end of each chapter and the accompanying disk assist in problem solving, design projects and data plotting· Includes updated material on moment methods, radar cross section, mutual impedances, aperture and horn antennas, and antenna measurements · Outstanding 3-dimensional illustrations help readers visualize the entire antenna radiation pattern About The Book: This edition provides the most-up-to-date resource available for a complete knowledge of antenna theory and design. Expanded coverage of design procedures and equations makes meeting ABET design requirements easy and prepares readers for authentic situations in industry. New coverage of microstrip antennas exposes readers to information vital to a wide variety of practical applications
Author: Xavier Begaud
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1118586573
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 217
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Book Description
Ultra Wide Band Technology (UWB) has reached a level of maturity that allows us to offer wireless links with either high or low data rates. These wireless links are frequently associated with a location capability for which ultimate accuracy varies with the inverse of the frequency bandwidth. Using time or frequency domain waveforms, they are currently the subject of international standards facilitating their commercial implementation. Drawing up a complete state of the art, Ultra Wide Band Antennas is aimed at students, engineers and researchers and presents a summary of internationally recognized studies.
