Contribution à l’étude et à la conception d’antennes destinées aux télécommunications Multi-Bandes et Large-Bande

Abstract

هناك تغير تكنولوجي سريع في الاتصالات السلكية واللاسلكية ، سواء كانت الاتصالات الهاتفية المتنقلة أو الشبكات اللاسلكية أو القنوات الفضائية أو تطبيقات الرادار (مدنية أو عسكرية) ، وما إلى ذلك. لقد ولد هذا النمو الكبير احتياجات هائلة وأدى إلى تطور تكنولوجي كبير في الهوائيات ، ويجب أن تواجه هذه المتطلبات المختلفة المتطلبات ، وهي زيادة الكسب وتوسيع عرض النطاق الترددي ومشكلات مختلفة قائمة. وهي التكلفة والحجم. تبدو تقنية UWB حلاً واعداً للغاية. كجزء من أطروحتنا ، اقترحنا أولاً هوائيين جديدين مع تكنولوجيا متحد المستوى لتطبيقات UWB: هوائي شبه منحرف وهوائي UWB مستوٍ مختلط يجمعان بين الرنان العازل الأسطواني RDC وهوائي التصحيح المتحد المستوى.هوائيات المقترحة اثنين تعمل على عرض النطاق الترددي واسعة جدا. نظرًا لأن نطاق التردد لأنظمة UWB يتسبب في تداخل في أنظمة الاتصالات الحالية ، فإن الجزء الأخير من هذه الأطروحة مخصص لتصميم نوعين من هوائيات UWB. سيتم إدخال فتحات في هوائيات UWB لتصفية ثلاثة نطاقات تردد تتوافق مع تطبيقات WiMax و WLAN و X. أنواع الفتحات المستخدمة: موجة ربع ، نصف موجة و PSLR. جميع هياكل الهوائي المقترحة في هذه الأطروحة تغذيها خط متحد المستوى مقسوم على درجة حرارة 50 Ω مع خصائص إشعاعية مثالية وكسب مقبول وكميات صغيرة. يتم إجراء عمليات المحاكاة المختلفة باستخدام برنامج المحاكاة الكهرومغناطيسية HFSS و CST ، والنتائج التي تم الحصول عليها في حالة جيد يتم التحقق من نماذج الدوائر المكافئة لكلا الهوائيات وتحسينها باستخدام برنامج ADS.

الكلمات المفتاحية: هوائي UWB ، هوائي RDC (مرنان عازل أسطواني) ، فتحة ربع موجة ، مرنان تحميل كعب موازٍ (PSLR), ------------------------------------------ On observe une évolution technologique rapide dans le domaine des télécommunications, que ce soit la téléphonie mobile, les réseaux sans fil, la télévision par satellite, les applications radar (civiles ou militaires), etc. Cette croissance considérable a généré des besoins énormes et conduit à un développement technologique majeur au niveau des antennes. Ces dernières doivent faire face aux différentes exigences, à savoir l'augmentation du gain, l'élargissement de la bande passante et aux différents problèmes existant, à savoir le coût, l’encombrement. La technologie ultra large bande ULB (UWB) semble une solution très prometteuse. Dans le cadre de notre thèse, nous avons d'abord proposé deux nouvelles antennes à technologie coplanaire pour les applications ULB: une antenne trapézoïdale et une antenne hybride planaire ULB combinant le résonateur diélectrique cylindrique RDC et l'antenne patch circulaire. Deux antennes proposées fonctionnent sur une très large bande passante. Comme la gamme de fréquence pour les systèmes ULB cause des interférences aux systèmes de communications existants la dernière partie de cette thèse est consacré à la conception de deux types d’antennes ULB à trois bandes rejetées. Des fentes seront insérées dans les antennes ULB afin de filtrer trois bandes de fréquences correspondantes aux applications WiMax, WLAN et la bande X. Les types de fentes utilisées : quart d’onde, demi onde et le PSLR. Toutes les structures d’antennes proposées dans cette thèse sont alimentées par une ligne coplanaire adaptée à 50 Ω, avec des caractéristiques de rayonnement optimales, un gain acceptable, et un faible encombrement. Les différentes simulations sont réalisées à l’aide des logiciels de simulation électromagnétique HFSS et CST, et les résultats obtenus sont en bon accord. Des modèles de circuit équivalent pour les deux antennes sont validés et optimisé avec logiciel ADS. Les mots clés : Antenne ULB, antenne RDC (Résonateur Diélectrique Cylindrique), fente quart d’onde, PSLR (Parallel Stub Loaded Resonator), caractéristique à trois bandes rejetées.

--------------------------------------- There is a rapid technological evolution in the field of telecommunications, be it mobile telephony, wireless networks, satellite television, radar applications (civil or military), etc. This considerable growth has generated enormous needs and led to a major technological development at the antennas. These latter have to face the different requirements, namely the increase of the gain, the widening of the bandwidth and the various existing problems. , namely the cost, the size. Ultrafast ULB (UWB) technology seems a very promising solution. As part of our thesis, we first proposed two new antennas with coplanar technology for ULB applications: a trapezoidal antenna and an ULB planar hybrid antenna combining the cylindrical dielectric resonator RDC and the coplanar patch antenna. Two antennas proposed operate on a very wide bandwidth As the frequency range for ULB systems causes interference to existing communications systems the last part of this thesis is devoted to the design of two types of rejected ULB antennas. Slots will be inserted into the ULB antennas to filter three frequency bands corresponding to WiMax, WLAN and X band applications. Slot types used: quarter wave, half wave and PSLR. All the antenna structures proposed in this thesis are fed by a coplanar line adapted to 50 Ω, with optimal radiation characteristics, an acceptable gain, and a small bulk. The different simulations are carried out using electromagnetic simulation software HFSS and CST, and the results obtained are in good agreement. Equivalent circuit models for both antennas are validated and optimized with ADS software. Key words: ULB antenna, RDC antenna (Cylindrical Dielectric Resonator), quarter wave slot, Parallel Stub Loaded Resonator (PSLR), Three-Band Notched Characteristics.