Introduction générale
Les antennes jouent un rôle important, voire primordial
dans la chaine de communications. Les différentes applications civiles
et militaires, notamment dans le domaine du spatial et de
l'aéronautique, requièrent de plus en plus de performances pour
la réalisation de diagrammes directifs, multi-faisceaux ou formés
tout en restant exigeantes en termes de coût et de volume. A ce titre,
les antennes réseaux réflecteurs ou Reflectarrays Antennas (RA)
semblent être une alternative prometteuse aux antennes à
réflecteurs pour répondre à ces défis.
Constitués d'un grand nombre de cellules unitaires, dont il faut
optimiser la géométrie individuellement, ces antennes
réseaux réflecteurs demeurent toutefois difficiles à
concevoir.
L'Institut d'Electronique et de
Télécommunications de Rennes (IETR), à travers son
département ADH (Antennes & Dispositifs Hyperfréquences),
mène depuis le début des années 2000, des travaux de
recherche sur les antennes réseaux réflecteurs. Ces travaux sont
effectués par l'équipe dite BEAMS (BEam Antennas up to Mm and
Sub-mm waves) au sein de laquelle j'ai été accueillie du 22 Mai
2019 au 30 Septembre 2019 pour y effectuer mon stage de fin d'étude. Ce
dernier a été encadré par Erwan Fourn, maître des
conférences à l'Institut National des Sciences Appliquées
(INSA) de Rennes et Raphaël Gillard, professeur des universités
à l'INSA de Rennes.
Aujourd'hui, les méthodes utilisées pour
concevoir les cellules unitaires des réseaux réflecteurs
exploitent, pour l'essentiel, des simulations électromagnétiques
combinées à des méthodes d'optimisation [1]. Mais elles
sont très coûteuses en temps et en ressources de calcul.
Récemment, A. Grossetête a proposé une nouvelle
méthode [2] basée sur l'utilisation de circuits
équivalents, beaucoup moins gourmande en temps et en ressources de
calcul. Celle-ci s'appuie sur des techniques de synthèse de filtres.
Cependant, elle mérite d'être améliorée pour la
rendre plus fiable et plus précise en éliminant notamment un
certain nombre d'approximations. C'est dans ce contexte que s'inscrit ce projet
de fin d'étude. L'objectif est de développer une nouvelle
procédure de synthèse, basée aussi sur les techniques de
filtrage et sur l'utilisation des circuits équivalents, afin
d'améliorer la première version de la procédure
développée [2].
Ce rapport de stage s'articule autour de trois chapitres. Le
premier chapitre fait l'objet d'un état de l'art sur les antennes
réseaux réflecteurs. Il propose particulièrement un tour
d'horizon des différentes méthodes de synthèse
tirées de la littérature. La motivation du choix de la cellule
Phoenix y est aussi explicitée. Dans le deuxième chapitre, nous
déroulerons notre procédure de synthèse appliquée
à une cellule Phoenix d'ordre 2 de type inductif sur la base de trois
familles de spécifications. Enfin, dans le dernier chapitre, cette
méthode sera appliquée au motif capacitif de la cellule Phoenix
d'ordre 2 avant de donner le bilan sur les performances de la procédure
de synthèse.
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