Development of the fictitious sources method for stratified media and design of resonant cavities antennas
Développement de la méthode des sources fictives pour des milieux stratifiés et conception d'antennes à cavité résonante
Résumé
This report is dedicated to the design, development and application of the Method of Fictitious Sources, for three-dimensional scatterers, in homogeneous and stratified media. A strong effort has been devoted to develop a fast and efficient computation algorithm for the stratified media Green's function. Especially for plasmonic devices, where the modeling is hard due to a very rapid spatial decay of the fields, our method proved to be very effective when compared to others.
The finite elements method is instead used to design and optimize a compact planar antenna for satellite application. Compact size, high surface efficiency and high power handling are obtained by optimizing a strip grating, cavity-backed structure. This antenna is a suitable candidate to be used as a Direct Radiating Array element or as a feed element for reflectors.
The finite elements method is instead used to design and optimize a compact planar antenna for satellite application. Compact size, high surface efficiency and high power handling are obtained by optimizing a strip grating, cavity-backed structure. This antenna is a suitable candidate to be used as a Direct Radiating Array element or as a feed element for reflectors.
Ce mémoire est consacré à l'élaboration, au développement et aux applications de la Méthode des Sources Fictives dans le cas d'objets tri-dimensionnels placés dans des milieux stratifiés. Un effort important a été consacré au développement d'un algorithme de calcul rapide de la fonction de Green 3D des milieux stratifiés. Dans le cadre d'applications à la plasmonique en particulier, où la modélisation est délicate à cause des variations spatiales des champs très rapides, notre méthode s'est avérée très efficace.
Afin de concevoir et d'optimiser des antennes planes et compactes dans le cadre d'applications pour satellites, nous utilisons la méthode des éléments finis. Nous optimisons des structures métalliques constituées d'une cavité fermée par une grille périodique, pour obtenir des antennes compactes, ayant une efficacité de surface très élevée, et pouvant supporter de fortes puissances. Ce type d'antenne est destiné à servir d'élément de base pour les antennes réseau à rayonnement direct (DRA, Direct Radiating Array), ou comme source d'alimentation pour des réflecteurs.
Afin de concevoir et d'optimiser des antennes planes et compactes dans le cadre d'applications pour satellites, nous utilisons la méthode des éléments finis. Nous optimisons des structures métalliques constituées d'une cavité fermée par une grille périodique, pour obtenir des antennes compactes, ayant une efficacité de surface très élevée, et pouvant supporter de fortes puissances. Ce type d'antenne est destiné à servir d'élément de base pour les antennes réseau à rayonnement direct (DRA, Direct Radiating Array), ou comme source d'alimentation pour des réflecteurs.
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