4. Etude d'antenne imprimée
4.1. Définition de l'antenne `Patch'
Une antenne imprimée est constituée d'une ou
plusieurs plaques métalliques de fine épaisseur de forme
géométrique appropriée (carré, rectangle, disque ou
d'autres formes plus complexes) formant l'élément rayonnant,
déposée sur une face d'un substrat diélectrique tandis que
l'autre face est déposée sur une métallisation
complète constituant le plan de masse.
Figure 1.2. Structure d'une antenne
imprimée
L'emploi d'antennes `patchs' s'est quasiment
généralisé dans tous les systèmes de communication
mobile. Ces antennes sont légères, peu encombrantes et peu
coûteuses .
Selon l'utilisation, nous trouvons de différentes
formes d'éléments rayonnants, de multiples types de substrats ou
encore de plusieurs types d'alimentation. Une antenne à
éléments rayonnants imprimés est constituée d'un
plan de masse, d'un ou plusieurs couches de substrats diélectriques et
d'un ou plusieurs motifs conducteurs rayonnants de forme quelconque.
4.2. Choix de la technologie des antennes
imprimées
Actuellement, les antennes imprimées deviennent de plus
en plus importantes en raison de la grande variété des formes
géométriques qu'elles peuvent prendre et qui les rendent
applicables aux différentes situations d'intégration. Parmi les
avantages de cette technologie d'antennes, on peut citer : le faible poids,
leur volume réduit, la conformabilité et la possibilité
d'intégrer les circuits micro-ondes au niveau des antennes. Ajoutons que
la simplicité de leurs structures fait que ce type d'antenne est
adapté au faible coût de fabrication.
Ceci est une propriété clé qui explique
l'introduction des antennes imprimées dans les applications de la
communication mobile. Cependant, cette technologie répondant bien aux
besoins de notre application. Donc, la conception des antennes doit
répondre à des compromis en termes de performances et de
complexité de réalisation.
4.3. Substrats
Dans la pratique, les formes des éléments
rayonnants les plus souvent utilisées sont le carré, le
rectangle, le disque et l'anneau. Des géométries plus
élaborées sont toutefois employées pour répondre
à des contraintes spécifiques sur l'antenne (en particulier pour
générer de la polarisation circulaire).
Les substrats exploités dans la conception des antennes
imprimées sont nombreux. Leurs permittivités relatives varient de
1 pour l'air à des valeurs plus élevées 12. Parfois, il
est préférable d'utiliser des substrats diélectriques de
grande épaisseur et de basse permittivité dans le but d'avoir une
grande efficacité, une large bande passante. Mais dans ce cas, la perte
par onde de surface augmente et l'antenne devient de plus en plus encombrante.
Au contraire, l'utilisation de minces substrats de permittivités
élevées est conseillée pour les circuits micro-ondes parce
qu'elle minimise les ondes de surfaces, les radiations non
désirées et le volume de l'antenne. Toutefois,
l'efficacité et la bande passante diminuent à cause de la grande
perte dans le substrat.
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