login
english version rss feed
Detailed view PhD thesis
Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG (07/05/2009), Pierre Saguet (Dir.)
Attached file list to this document: 
PDF
these_LBABOUR.pdf(5.4 MB)
ETUDE ET CONCEPTION D'ANTENNES ULTRA LARGE BANDE MINIATURISEES EN IMPULSIONNEL
Laurence Babour1

Les communications radio utilisant des très larges bandes de fréquences (ULB) se sont rapidement développées depuis le début des années 2000. Cette technique présente des avantages qui l'ont rendue attractive dans un grand nombre d'applications civiles et militaires. L'objectif de cette thèse était de concevoir, de réaliser et de caractériser en régime impulsionnel des antennes Ultra Large Bande miniatures, dans la partie basse du spectre (0.1-2 GHz).
Dans un premier temps, une nouvelle structure d'antenne ULB a été conçue: l'antenne filaire repliée. Cette structure très simple et de petite taille, possède naturellement une large bande passante ainsi qu'un diagramme de rayonnement quasi omnidirectionnel sur toute sa bande de fonctionnement. Nous avons développé un modèle analytique rapide et précis décrivant le comportement de cette antenne, ce qui nous a permis de comprendre le rôle des différents paramètres de l'antenne. Il y a un excellent accord entre les résultats obtenus par ce modèle et ceux obtenus par simulation numérique. Grâce à ce modèle analytique, nous avons pu optimiser les performances du monopole filaire replié vers les basses fréquences et ce, par deux méthodes : épaississement des brins rayonnants et ajout de tronçons de lignes. Les deux nouvelles antennes ainsi obtenues ont été caractérisées; elles présentent les mêmes caractéristiques de rayonnement, mais une adaptation différente.
Les outils usuels de caractérisation des antennes dans le domaine fréquentiel (adaptation, diagramme de rayonnement) étant mal adaptés à une étude en mode impulsionnel, nous avons introduit de nouveaux descripteurs qui permettent de quantifier la distorsion introduite par l'antenne: Fonction de fidélité et gain temporel. Une campagne de mesures utilisant un banc impulsionnel et un banc de mesures fréquentiel a été réalisée. Les mesures effectuées sur les différentes versions de l'antenne filaire repliée ont montré un bon accord avec les simulations tant au niveau de la caractérisation fréquentielle que temporelle.
Enfin, nous avons mis au point une technique de mesure temporelle très efficace en utilisant la réflectométrie temporelle. Cette méthode donne de très bons résultats en termes d'impulsions rayonnées et d'adaptation.
1:  IMEP-LAHC - Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique - Laboratoire d'Hyperfréquences et Caractérisation
ULB – antennes – miniaturisé – impulsionnel

UWB antennas design working in pulse systems
Radio communications using very broad frequency bands (UWB) have been developed rapidly since the early 2000s. This technique has advantages that made it attractive in many civil and military applications. The aim of this thesis is to design and characterize miniature Ultra Wide Band antennas in the time domain for the lower part of the frequency band (0.1-2 GHz).
First, a new UWB antenna has been designed: the folded wire monopole antenna. This very simple and small size structure has naturally high bandwidth and quasi-omnidirectional radiation pattern over its entire band of operation. We develop an analytical model describing fast and accurate behavior of this antenna which enabled us to understand the role of different parameters of the antenna. There is excellent agreement between the results obtained by this model and those obtained by numerical simulation. With this analytical model, we can optimize the performance of the folded wire monopole for the low frequencies in two different ways: by thickening the diameter of radiating wires or by adding stubs. Both new antennas have been characterized and they have the same radiation characteristics, but a different matching.
Typically, UWB antennas are characterized in the frequency domain (radiation pattern and antenna matching). However, a more adequate approach might be preferred: Ultra Wideband antennas can be described in the time-domain. We have introduced new descriptors which are used to quantify the distortion introduced by the antenna: fidelity function and time-domain gain. Time and frequency domain measurements have been performed. Measurements on the different versions of the folded wire antenna showed a good agreement with the simulations in terms of both frequency and time domain characterization.
Finally, we have developed a very effective time domain technique measurement by using time domain reflectometry. This method gives very good results in terms of radiated pulses and antenna matching
UWB – antennas – miniaturization techniques – time-domain characterization

all articles on CCSd database...
all articles on CCSd database...
all articles on CCSd database...
all articles on CCSd database...
all articles on CCSd database...