Conception d’antennes microrubans miniatures pour différents standards de communications sans fil

Abstract

Le progrès technologique des communications sans fil a donné naissance à des équipements de communication de plus en plus compacts. L’antenne, élément clé de ces dispositifs, doit s’adapter à cette nouvelle contrainte. Parmi les antennes les plus populaires de nos jours, l’antenne microruban a su s’imposer en dépit de ses limitations, grâce à sa structure à faible profil. Afin de réduire ses dimensions, plusieurs techniques de miniaturisation ont été développées. Certaines visent à modifier la structure et la géométrie de l’antenne, d’autres s’intéressent à l’application de matériau à haute permittivité, ou des matériaux artificiels présentant une perméabilité et/ou une permittivité négative, appelés métamatériaux. Malheureusement, la miniaturisation de l’antenne implique inévitablement une dégradation de ses performances. Pour y remédier, certains procédés de conception sont appliqués pour élargir sa bande passante et améliorer son gain et son efficacité de rayonnement. D’un autre côté, les terminaux de communications actuels doivent servir plusieurs standards simultanément pour offrir aux utilisateurs divers services via le même appareil. L’antenne monobande a très vite été remplacée par une antenne multibande ou ultra large bande pour répondre aux nouvelles exigences des systèmes de communications qui ne cessent de se développer, nous imposant chaque jour de nouveaux défis. Dans ce contexte, nous proposons des structures d’antennes microrubans miniatures, performantes et pouvant servir plusieurs standards de communications sans fil comme les normes LTE, ULB, WLAN et WiMAX. Les simulations sont effectuées par le logiciel de conception électromagnétique CST- Microwave Studio. L’accent est mis sur l’impact de certaines techniques sur les dimensions de l’antenne et sur son comportement. Ce travail est couronné par la réalisation d’une antenne rectangulaire miniature et ultra large bande ULB, destinée au domaine de l’imagerie microondes. Les résultats de mesures sont très comparables avec ceux de la simulation. Cette étude nous ouvre de nouvelles perspectives dans le domaine de la miniaturisation des antennes et leur perfectionnement.