5. Simulation du deuxième `patch' [1805-1880]
MHz
5.1. Simulation sous ADS
A partir des valeurs calculées
précédemment, nous réalisons une simulation sur le
logiciel ADS. Le schéma du circuit est le suivant :
MLIN TL2
Subst="MSub1"
W =X mm
L=Y mm
MSTEP Step1
Subst="MSub1"
W1=49.916 mm
W2=X mm
MLOC TL1
Subst="MSub1"
W =49.916 mm
L=38.28 mm
MSub
MSUB MSub1
H=1.52 mm
Er=4.32
Mur=1
Cond=1.0E+50
Hu=1.0e+033 mm
T=0.35 mm
TanD=0.018
Term Term1
Num=1
Z=50 Ohm
S-PARAMETERS
S_Param SP1
Start=1.5 GHz
Stop=2 GHz
Step=0.1 MHz
VAR VAR1
X=0.155
Y=20.14
Var
Eq n
Port
P1 Num=1
Rough=0 mm
Figure 3.12. Schématique de l'antenne sous
ADS
Figure 3.13. Simulation de l'antenne avec les valeurs
calculées
Les résultats de simulation présentés
par la figure ci-dessous nous donnent un pic à la fréquence
1891MHz alors que le pic du coefficient de réflexion S11 doit être
au niveau de la fréquence centrale de la bande [1805-1880]MHz c'est
à dire à 1842.5 MHz. La commande TUNING nous a permis d'optimiser
les dimensions de notre `patch' illustrés dans le tableau suivant :
Tableau 3.3. Le patch optimisé
Largeur du patch w (mm)
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48.mm
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Longueur du patch L (mm)
|
36.37mm
|
Longueur L'(mm)
|
18.2mm
|
Largeur W '(mm)
|
1.4mm
|
|
Figure 3.14. Simulation de l'antenne
optimisée
La figure 3.14 représente le comportement du
coefficient de réflexion S11 (en dB) en fonction de la fréquence.
Nous constatons que S11 atteint un niveau de -46.685dB à la
fréquence 1.842 GHz. Ce résultat est bien satisfaisant puisqu'il
montre que notre antenne résonne à la fréquence
désirée.
5.2. Simulation sous Momentum
5.2.1. Premier prototype
Nous générons le layout correspondant au
modèle schématique .La modélisation de l'antenne sous
momentum est représentée par la figure suivante.
48.916 mm
1.3 mm
19.18mm
19.2 mm
38.37 mm
Figure 3.15. Modélisation de l'antenne 1800
MHz
Figure 3.16. Résultats des
simulations
Les résultats des simulations présentés
par la figure ci-dessous nous donne un pic à la fréquence 1882
MHz alors que le pic du coefficient de réflexion S11 doit être au
niveau de la fréquence centrale de la bande [1808-1880]MHz c'est adire
à 1842.5 MHz.
5.2.2. Deuxième prototype
En gardant la même forme de notre `patch' nous avons
optimisé ses dimensions qui sont illustrées au tableau suivant
:
Tableau 3.4. Antenne 1800 MHz
optimisée
Largeur du patch w (mm)
|
48.916 mm
|
Longueur du patch L (mm)
|
38.37 mm
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Longueur L'(mm)
|
19.2 mm
|
Largeur W '(mm)
|
1.3 mm
|
|
Les résultats de simulation sont présentés
ci-dessous.
Figure 3.17. Réponse du dipôle
optimisé
Dans la figure ci dessus nous remarquons qu'il y'a une
augmentation en valeur absolue du coefficient de réflexion S11. En effet
la courbe représentative de la variation du facteur S11 en fonction de
la fréquence est presque acceptable vu qu'elle est étalée
sur la bande désirée avec un minimum de - 48.578dB pour une
fréquence égale à 1842 MHz. Cette courbe valide notre
démarche d'optimisation .
Figure 3.18. Courbe d'adaptation de
l'antenne
La figure d'adaptation montre l'impédance
d'entrée de l'antenne sur l'abaque de Smith de simulateur. Pour cette
antenne nous avons remarqué qu'elle est parfaitement adaptée au
centre de l'abaque, en effet la partie réelle de l'impédance
réduite est égale a 0.99 alors que la partie imaginaire est
égale 0.008.
Le digramme de rayonnement est représenté
ci-dessous.
Figure 3.19. Diagramme de rayonnement en 3D
Nous obtenons bien un seul lobe (lobe principal) qui
correspond au diagramme de rayonnement théorique d'une antenne `patch'
rayonnante dans la demi-espace au dessus du pavé.
Figure 3.20. Paramètres d'antenne
La figure (3.21) représente les différents
paramètres de l'antenne donnés par le logiciel de simulation ADS
. Ce dernier a une directivité 6.29 (dB) et un gain de l'ordre -0.225
(dB), Ce gain négatif est du a des pertes au niveau du substrat
tanä= 0,018 et au niveau du diélectrique.
Pour améliorer les performances de notre antenne nous
avons opté pour la méthode de mise en réseau des antennes.
En fait, on améliore le gain d'une antenne en concentrant
l'énergie rayonnée dans un lobe principal, ce qui implique que,
d'un point de vue général, une antenne directive est aussi une
antenne à gain [8].
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