Chapitre 1 : Généralités sur la
synthèse des réseaux réflecteurs
1.1 Introduction
L'objectif de ce chapitre est de présenter et de faire
l'état de l'art des antennes réseaux réflecteurs et les
méthodes de synthèse associées. Ce chapitre s'articule
autour de trois parties. La première partie est consacrée
à la présentation générale d'une antenne
réseau réflecteur. Pour ce faire, nous introduirons dans un
premier temps, la notion d'antenne RA imprimée, nous présenterons
également l'architecture de la structure, son principe
général de fonctionnement et les intérêts de la
technologie. Ensuite, nous balayerons les concepts de base d'une antenne RA
imprimée à savoir le champ incident, la phase introduite et les
rayonnements. Enfin, les caractéristiques de la cellule unitaire
(réponse en phase, bande passante) seront exposées.
Le plus important dans le processus de synthèse
étant le choix judicieux des propriétés EM des cellules en
fonctions de leurs géométries, substrats et incidence
d'excitation, la deuxième partie de ce chapitre propose un bref
état de l'art des catégories de cellules unitaires (passives,
actives) utilisées dans la littérature. Les avantages, le
principe de fonctionnement et les différentes familles de la cellule
passive, dite Phoenix, sélectionnée dans le cadre de cette
étude, seront détaillées. Afin d'introduire la principale
problématique de notre travail, à savoir le développement
de méthodes de synthèse de cellules unitaires de réseaux
réflecteurs basée sur des techniques de synthèse de
filtres, nous ferons, dans la troisième partie de ce chapitre, une revue
de la littérature sur la synthèse de ces structures. Tout
d'abord, nous présenterons le principe de la synthèse d'un
réseau réflecteur en présentant une méthodologie
générale. Ensuite, nous exposerons, les méthodes
basées sur des outils de simulations électromagnétiques et
des méthodes d'optimisations qui sont généralement
coûteuses en temps et en ressources de calcul. Enfin, nous
présenterons la méthode basée sur les circuits
équivalents.
1.2 Présentation générale d'une antenne
à réseau réflecteur (RA)
1.2.1 Notion d'antenne à réseau réflecteur
(RA)
Ces dernières décennies, les antennes
réseaux réflecteurs ont suscité beaucoup d'attention dans
le domaine des antennes à fort gain. Elles associent les concepts des
antennes réflecteurs et des réseaux d'antennes. Les antennes RA
sont très prometteuses dans le cadre des applications spatiales [3].
L'objectif consiste à bénéficier des atouts des antennes
réseaux pour la réalisation de diagrammes directifs et/ou
formés et ceux des réflecteurs qui n'utilisent qu'une seule
source primaire. Une antenne RA est donc constituée d'une source
primaire placée au-devant d'un réseau constitué
d'éléments rayonnants appelés cellules unitaires.
Pour une description plus exhaustive des
propriétés remarquables de cette structure, le lecteur pourra se
reporter à l'ouvrage de référence traitant exclusivement
des antennes à réseau réflecteur [4].
1.2.2 Architecture et principe de fonctionnement d'une antenne
RA
L'architecture d'un réseau réflecteur
imprimé est représentée sur la Figure 1. 1. Elle
est composée d'une antenne source, généralement de type
cornet et d'une surface plane réfléchissante constituée
d'un ensemble d'éléments rayonnants : le réseau. L'antenne
source peut être centrée ou décentrée (position
offset) par rapport au centre du réseau.
Le principe général de fonctionnement peut
être expliqué de la manière suivante : les ondes
incidentes, provenant d'une source primaire, atteignent la surface du panneau
déphasées les unes par rapport aux autres en raison de la
différence de trajet parcouru depuis la source primaire. Chaque
élément rayonnant doit alors introduire une certaine phase dite
« phase
| 
