5. Optimisation de la géométrie de
l'antenne
Deux approches sont utilisées pour réduire les
dimensions des antennes imprimées en optimisant leur
géométrie :
? en étudiant la configuration des
champs électriques sous la cavité que forme l'antenne avec le
plan de masse ;
? en étudiant les distributions de
courants surfaciques sur le pavé.
La finalité étant d'utiliser astucieusement les
symétries pour synthétiser virtuellement certaines parties de
l'antenne.
> Introduction du court-circuit :
Cette méthode de miniaturisation est l'une des plus
utilisées dans le domaine des antennes imprimées. Une analogie
« antennes filaires » peut être faite avec la miniaturisation
du dipôle ëg/2 en un monopôle ëg/4 sur plan de masse
infini avec la théorie des images.
En pratique, on pourra par exemple court-circuiter le
pavé en son milieu avec un mur métallique vertical qui le relie
au plan de masse.
Il en résulte une antenne ayant une longueur physique
de ëg/4 dite antenne quart d'onde (réduction de dimension de 50 %).
Elle porte le nom de Planar Inverted F Antenna ou PIFA et possède une
fréquence de résonance quasiment identique au patch demi-onde.
Une PIFA est quasiment toujours réalisée avec un substrat air.
Cela veut dire que le pavé quart d'onde est constitué d'une
tôle métallique fine. Un cas limite et très
intéressant correspond à l'utilisation d'un seul via comme
court-circuit partiel ou bien encore une petite
Benamrane Fouad
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languette qui est une solution techniquement équivalente
mais plus facilement réalisable.
Cette technique de conception entraîne une diminution
supplémentaire de la fréquence de résonance, ce qui est
équivalent à une réduction de la dimension
résonnante du pavé. Cela est dû au fait que l'inductance
effective globale de l'antenne augmente mais aussi au fait que les trajets de
courants sur le pavé sont naturellement rallongés (figure18). La
réduction maximale de la dimension résonante est obtenue lorsque
le court-circuit simple via ou simple languette est positionné dans un
coin de l'antenne
6. Conclusion
Au cours de ce chapitre, nous avons commencé par une
présentation des antennes multi-bandes .Les points faibles et forts de
chaque topologie ont été brièvement donnés dans un
tableau. Leurs sélectivités et aptitude à couvrir des
bandes de fréquences relativement éloignées, font des
antennes multi-bandes des candidats plus intéressants que les autres
types pour la couverture des systèmes de
télécommunications modernes.
Nous avons décrit les antennes PIFA qui sont les plus
utilisées dans les technologies de communication actuelle et qui ont
pour avantage d'être très compactes et qui peuvent être
modifiées facilement pour être multi-bandes.
Parmi les techniques actuellement utilisées pour
l'obtention d'antennes multi-bandes il y a les fentes rayonnantes, dans cette
partie on a fait une description théorique des fentes et leur
équivalence par rapport au dipôle.
L'optimisation de la géométrie est un
élément clé de la conception, c'est pour cela on a choisie
d'insérer des courts-circuits dans le pavé comme technique
d'optimisation. Dans la suite une conception des antennes multi-bandes à
base de PIFA permettant non seulement un dimensionnement mais aussi un
contrôle de la forme du paramètre S et diagramme de rayonnement,
une discussion des résultats sera l'objet du prochaine chapitre.
Benamrane Fouad
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