Caractérisation électromagnétique de nouvelles structures de coupleurs coaxiaux partiellement diélectriques pour des applications hautes puissances en télécommunications.

Abstract

Les principaux travaux réalisés dans cette thèse sont résumés dans les points suivants : 􀁸 Caractérisation EM de la ligne coaxiale inhomogène (quasi-TEM) ; 􀁸 Présentation et conception d’un nouveau type de coupleur Branchline ne présentant pas de discontinuités géométriques tout en développant des expressions analytiques rigoureuses pour l’ensemble des paramètres EM de la ligne coaxiale inhomogène. Notre type coupleur, nous l’avons conçu pour fonctionner par exemple à 450 MHz et ses réponses couplée S31 et directe S21 sont meilleures que -3.73 dB dans une bande de fréquence s’étalant de 400 à 500 MHz, ce qui limite la bande passante à environ 14.3%. Les pertes de réflexion S11 et d’isolation S41 sont meilleurs que -14.14 dB dans cette même bande passante. 􀁸 Caractérisation EM de la ligne stripline cylindrique blindée TEM et proposition d’expressions analytiques pour ses paramètres EM ; 􀁸 Caractérisation EM et conception de deux types de coupleurs directifs coaxiaux quasi-TEM rectangulaire à conducteurs internes carrés et à lignes coaxiales. La caractérisation et la conception ont été faites avec plus de détails et de précision tout en montrant au lecteur la méthode de conception de chaque type de structure. Le premier type, rectangulaire à conducteurs internes carrés quasi-TEM de dimensions 3.96×7.06×21mm3 a été validé par des simulations faites sous MATPAR. Les réponses fréquentielles de ses paramètres (S) montrent le couplage désiré de 20dB dans la bande de fréquence [1.6-2.4] GHz avec une excellente directivité d’environ 50 dB. Le deuxième type à lignes coaxiales quasi-TEM de 20 dB de couplage dans la bande de fréquence [1.5-2.6] GHz a été validé sous CST et a seulement 2.655×4.759×29.2mm3 de dimensions géométriques. 􀁸 Caractérisation EM de nos nouvelles structures de coupleurs coaxiaux quasi-TEM : rectangulaires à conducteurs internes carrés et à lignes coaxiales circulaires, que nous avons obtenues en introduisant un diaphragme métallique permettant d’ajuster facilement le coefficient de couplage sans changer les dimensions géométriques du coupleur. Grâce à nos résultats de caractérisation EM, il nous a été très facile de concevoir deux coupleurs directifs quasi-TEM d’impédance caractéristique 50 􀂟 et de couplage 20 dB. 􀁸 Caractérisation EM et présentation d’expressions analytiques rigoureuses et précises des paramètres EM du coupleur stripline cylindrique blindé TEM ayant des érreurs relatives inférieures à 1%. 􀁸 Conception et simulation de coupleur stripline TEM cylindrique blindé directif d’impédance caractéristique 50 􀈍, de 20 dB de couplage, fonctionnant à 2 GHz et ayant un minimum de directivité de 45 dB et une bonne isolation de 65 dB.