Memoire Online - Conception d'antenne bi-bande pour un tag RFID

Ce chapitre a abordé la conception des antennes pour les tags RFID passifs. Nous avons présenté une méthode de conception qui permet d'obtenir à partir d'un cahier des charges une antenne bi-bande de tag RFID répondant aux besoins. Nous avons ensuite présenté les différentes paramètres de l'antenne notamment le paramètre S en double bande (-20dB), l'impédance d'entrée (43Q) adapter au port du câble coaxial (50Q), la représentation du gain et la directivité nous a montré la direction privilégier ou il faut positionner l'antenne (-12dB pour 886MHz et -7dB pour 1800MHz), en variant la fréquence et les plans de ö et de è, on a constaté qu'il y a une forte relation entre le gain et la fréquence de résonance. Nous avons enfin décrit une méthode d'optimisation du gain de l'antenne en remplaçant un substrat de l'époxy avec de l'aire permettant de valider les prototypes issus des résultats de simulation.

Conclusion générale :

Le rapport de fin d'étude aborde l'étude et la conception d'antenne pour l'identification par radiofréquence. Cette technologie connaît un essor colossal et exige pour répondre au développement de son marché, la réduction du coût de revient d'une étiquette électronique.

Le premier chapitre de ce projet a été dédié à une présentation générale des Caractéristiques et les types des antennes, qui sert comme positionnement du multi bande dans le package de conception d'antenne, et nous avons introduit la technologie RFID et ces applications.

Dans le second chapitre, les types des antennes multifréquences ont été exposés. Nous avons présenté la théorie de l'antenne PIFA en proposant un dimensionnement basé sur le monopole ordinaire, tous les éléments de cette antenne et l'optimisation (fente, court-circuit) sont décrits en détail dans ce chapitre.

Finalement, le troisième chapitre a concerné la conception des antennes de tags RFID en bande UHF. Nous avons présenté le cahier des charges introduisant l'implémentation de l'antenne bi-bande dans une chaine de communication RFID, les résultats de simulation et leurs discussions ont été l'objet principale de ce chapitre, nous constatons à la fin que l'antenne PIFA est un candidat intéressant dans les applications multi standards, car :

> Il présente un coefficient de réflexion faible. > Adapté à l'excitation par câble coaxial.

> Sa forme planaire permet une bonne distribution des densités de courant surfacique et par conséquent un champ électrique intense aux extrémités.

> L'antenne est d'un rayonnement bidirectionnelle si on utilise comme substrat l'époxy, et omnidirectionnelle sans substrat (aire).

Malgré tous ces avantages du PIFA, la conception dans ce projet a été basée sur un substrat d'Epoxy qui se caractérise par son épaisseur important et ses pertes d'ordre 0.01, cependant sur le marché des tags RFID, souvent on trouve des antennes imprimées fabriqués avec le

polyéthylène de permittivité et d'épaisseur de quelque , donc comme perspective

on pourra penser de concevoir une antenne PIFA sur le polyéthylène, avec un plan de masse planaire et par conséquent une optimisation de l'antenne du tag adapté à l'impédance de la puce mémoire.

épaisseur.
Possibilité d'imprimer sur des substrats souples.	Surfaces d'accueil non planes :antennes conformées.
Possibilité d'être intégrées dans des appareils électronique nomades ou transportables.	Téléphone mobiles, ordinateurs personnels (PC), assistants personnels (PDA), récepteurs portables GPS, transpondeurs RFID, appareils photos numériques.
Facilités de fabrication : 1. Mise en réseau 2. Intégration aisée de composants ou de circuits actifs hybrides	Réseaux linéaires ou planaires technologie MIC (composants rapportés) Technologie MMIC (composants intégrés dans les substrats Si ou AsGa )
Faible coût de fabrication	Production automatisée de masse

Inconvénients			Observations
1 à	Bande géométrie passante souvent étroite, de l'ordre de 5 % (pour les éléments résonnants de simple)		3. 4.	Fonctionnement de l'utilisation large bande obtenu au prix : D'un substrat de hauteur élevée (quart d'onde) dans le cas d'antennes résonantes ; D'antennes à ondes progressives de grandes dimensions (ex : Vivaldi, Log périodiques) ; De résonateurs parasites latéraux ou verticaux.
	Système	Applications
	Satellites	Télévision directe domestique embarquée sur véhicules	ou 5.
	Directivité (environ faible	6 dB)d'éléments Réseaux à faisceaux commutés pour un élément seul couverture reconfigurable Détection des ressources terrestres (imagerie par radars à ouverture synthèse)	^àLe gain limitation de dans	peut être augmenté lors de la mise en réseau avec cependant une , à environ 30 dB due aux pertes les lignes d'alimentation
	Faible tenue en puissance	Antennes pour systèmes de	Quelques	watts à quelques dizaines de watts
	Rendement limité	radiolocalisation par GPS, Galileo, de surface Glonass (véhicules terrestres ou assistants personnels, PC)	6. 7. 8.	Par les pertes diélectriques Par l'excitation d'ondes de surface dans le diélectrique Par les pertes dans les lignes d'alimentation
	Aéronautiques (avions,	Communication Navigation Altimètres
	Risque jonctions limitation de rayonnemen engins spatiaux, avec l'alimentation missiles du plan	parasite dû aux Systèmes d'atterrissages Antennes u à conformées la sur le fuselage d'aéronefs pour la de mss
	Difficulté pureté d'élaborer de polarisation	navigation (radars, altimètres, des antennes à haute atterrissage les
les	Problème motifs imprimés	de tolérances automatique) et de fabrication si communications Antenes sont petits plaquées sur missiles

Tableau 8: Principales applications des antennes imprimées planaire dans le domaine des télécommunications et radars

			terrestres antennes impriméesAntennes		U S etc.₎ sur station
Méthode	MoM	FEM		FDTD	bases
Méthode de discrétisation	Surfaces, fils	Tétraèdres, polyèdres, arbitraires		Cubes	parallélépipèdes Antennes radio FM ou imprimées sur pare- brises de véhi mobiles
Effort de discrétisation	Objet rayonnant	Domaine	entier		Domaine Télépéages (antenn entier imprimées sur badge RF)
Conditions aux limites	-		Parois absorbantes Biomédical	Parois	absorbantes Dispositifs implanta Applicateurs thermi
Méthodes	Domaine fréquentiel principalement 2D ou 2,5D équations linéaires	Domaine fréquentiel équations	3D	3D	Domaine pour thérapie micro temporel des cancers tomogra Calcul itératif
Méthodes		Domaine fréquentiel équations	linéaires Communications ultralarge bande Intra bâtiments		Standards Bluetooth Réseaux sans fils W
Points forts	Fils Surfaces métalliques Couplages	Formes Matériaux arbitraires	arbitraires	Formes
Points forts	Fils Surfaces métalliques Couplages	Formes Matériaux arbitraires	Identification	band	orthogonales Matériaux arbitraires Étiquettes radiofréqu RFID (identification contact de vêtement large d'objets, de personn etc.)
Limitations	Mat2riaux diélectriques finis Matériaux inhomogènes Investigations large bande	Grandes Couplage structure investigations bande	structures entre		Couplage structure Capteurs miniaturisé entre Antenne intégrée da formes vêtements
Limitations		Grandes Couplage structure investigations bande	Autres large	qualité	courbes Structure coefficient Antennes de détectio à fort (alarmes anti-intrusi Communicationsde personnelles Q
Logiciels commerciaux	IE3D Zeland Ensemble Ansoft Momentum ADS FEKO (hybride) Sonnet EMSight(AWR) Microwave office WIPL-D CONCEPT II	HFSS CST Micro- waveStudio FEMLAB		Fidelity Zeland XFDTD Remcom EMA3D Empire SEMCAD CONCERTO

Conception d'antenne bi-bande pour un tag RFID

Conclusion :

Conclusion générale :