Chapitre 3- Procédure de synthèse d'une
cellule capacitive
(a)
(c)
Figure 3. 14: : Résultats de la
synthèse coupe-bande solution 2. (a) q5_11 (f0 )=-100°. (b) q5_11
(f0 )=-120°
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Chapitre 3- Procédure de synthèse d'une
cellule capacitive
La courbe des erreurs moyennes en fonction de la phase à
??0, ??11(??0) est représentée sur la Figure 3. 15.
Cette courbe a le même comportement que celle obtenue pour des phases
à ??0 positives (cf. Figure 3. 13).
3.3.3 Bilan sur la précision de la procédure de
synthèse passe-bande
(180°; -30°/??????).
La Figure 3. 16 présente l'évolution de
l'erreur moyenne en fonction de la phase à ??0, ??11(??0)
pour une dispersion fréquentielle constante ???11 = -30°/??????.
Nous remarquons que pour des valeurs ?11(f0) comprises entre
]-100° ; -180° ]et]100° ; 180°], l'erreur augmente. Bien
que ces zones soient idéales, dans le sens où les zéros de
transmissions haute et basse rentrent dans la zone d'intérêt,
l'erreur moyenne atteint une valeur maximale de 30,007° pour (??11(??0);
???11) =
Figure 3. 15: Erreur moyenne Solution 2 coupe-bande
?_11 (f_0 )<0°
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Chapitre 3- Procédure de synthèse d'une
cellule capacitive
Figure 3. 16: Bilan sur les performances de la
procédure de synthèse de type coupe-bande
3.4 Conclusion
Dans ce dernier chapitre, nous avons présenté
une méthode de synthèse de la cellule Phoenix capacitive d'ordre
2 en utilisant les techniques de filtrage. Lors de cette synthèse, nous
avons distingué deux solutions : la solution 1, obtenue en
remplaçant les inverseurs d'admittances par une structure en pi avec des
inductances et la solution 2, obtenue par utilisation d'une structure en pi
avec des capacités. Mais, seule la solution 2 a été
exploitée à cause de la difficulté rencontrée avec
la solution 1 à introduire les inductances parallèles
négatives dans les résonateurs série.
Dans le but de tester la précision de la
synthèse, nous avons considéré deux familles de
spécifications sur la loi de phase à synthétiser. Les
résultats obtenus montrent que la synthèse coupe-bande est
adaptée à des phases à f0,
??11(f0) E [_90°; _180°] et
[90°; 180°] mais méritent d'être
améliorés.
Conclusion générale
L'objectif de ce stage était de tester une nouvelle
méthode de synthèse des cellules unitaires des réseaux
réflecteurs basée sur les techniques de synthèse de
filtres et permettant de résoudre un certain nombre de problèmes
décelés dans la première méthode proposée
par A. Grossetête [2]. Ces problèmes concernaient principalement
la difficulté à prendre en compte correctement la ligne centrale.
En effet, dans sa procédure, le résonateur central (L-C
parallèle ou série) était directement remplacé par
la même ligne de longueur 2h et d'impédance caractéristique
Zc. Ce qui faisait qu'on se retrouvait face à un
paradoxe.
La philosophie et le cheminement des différentes
étapes de la synthèse sont retracés au travers des
différents chapitres. Le premier chapitre fait l'état de l'art
sur le fonctionnement global des antennes réseaux réflecteurs qui
bénéficient des atouts des réflecteurs classiques et ceux
des antennes réseaux. L'utilisation de RA dans le spatial permet de
réduire le coût de fabrication. Ces antennes offrent
également un fort panel de possibilité pour améliorer les
performances globales des systèmes antennaires. La conception de RA
passe par la caractérisation de cellules à l'aide de base de
données ou de modèles comportementaux. Le point clé est
régi par la synthèse, c'est-à-dire la sélection
judicieuse des cellules unitaires constituant le réseau
réflecteur. A ce titre, des méthodes de synthèse des RA
tirées de la littérature sont listées en analysant les
avantages et les inconvénients de chacune d'entre elles. Une autre
contrainte majeure de la synthèse est de maintenir une variation
géométrique continue et régulière sur l'ensemble du
panneau pour garantir l'hypothèse de quasi-périodicité des
cellules. Pour ce faire, nous avons porté notre choix sur la cellule
Phoenix qui permet d'obtenir une gamme de phase de 360° sur une large
bande passante tout en garantissant une variation douce de la
géométrie du motif. Dans les deux derniers chapitres, nous avons
développé une méthodologie de synthèse des
composants du circuit équivalent de la cellule unitaire Phoenix d'ordre
2 inductive et capacitive basée sur les techniques de synthèse de
filtres. Pour ce faire, nous avons utilisé respectivement un filtre
passe-bande et coupe-bande du troisième ordre de Tchebychev. En
procédant par étape, nous avons réussi à prendre en
compte correctement la ligne centrale et à synthétiser les
résonateurs d'entrées et de sorties dans le cas d'une
synthèse passe-bande et celle coupe-bande. Cependant, les
résultats obtenus à l'issu de cette procédure ne sont pas
aussi satisfaisants et méritent d'être améliorés
pour pouvoir synthétiser la totalité du réseau
réflecteur. A l'issu de ces travaux, nous proposons les perspectives
à court et long terme suivantes. A court terme, nous proposons
d'optimiser la méthode de synthèse pour la rendre plus
performante. A cet effet, nous avons détecté certaines pistes qui
n'ont pas été exploité par contrainte de temps.
L'idée serait de modifier les paramètres relevés sur le
gabarit en transmission. L'ondulation est prise cette fois-ci comme
étant la moyenne des deux ondulations (maximale et minimale) avec
éventuellement une pondération, la hauteur de la cavité
est calculée à une fréquence hors de la bande
d'intérêt (fca = 15GHz par exemple) et les
fréquences de coupures (f1 ou f2) sont
déterminées à l'ondulation maximale. Les résultats
de quelques testes dans le cas d'une synthèse passe-bande vous sont
présentés en Annexe 3. Comme perspective à long terme,
nous proposons d'introduire les zéros de transmissions qui pourraient
améliorer les performances de la synthèse. A plus long terme,
nous proposons d'utiliser les fonctions de Zolotarev qui permettrait, a priori,
de mieux gérer l'ondulation variable dans la bande passante. Ceci reste
cependant à vérifier en mettant en oeuvre cette approximation.
Pour finir, ce stage a été d'un grand apport
tant sur le plan éducatif, professionnel que sur le plan social. Il m'a
permis de développer mes connaissances et compétences dans le
domaine des antennes réseaux réflecteurs et du filtrage. Ce stage
m'a également permis de découvrir le domaine de la recherche et
de me familiariser avec l'outil de conception et de simulation ADS (Advanced
Design System).
Figure A1. 1: Résultats de la synthèse
avec la solution 1 pour ?????? (????) = ????° et
???????(????) = -????°/?????? (a) ondulation
maximale. (b) ondulation moyenne
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