Chapitre III : Conception et simulation d'une antenne
PIFA
Introduction
Cette étape de conception sur un logiciel de simulation
électromagnétique va nous permettre non seulement de simuler des
structures d'antenne PIFA mais aussi d'extraire les différents
paramètres dont on va besoin pour une bonne implémentation dans
les systèmes de communication.
Au cours de ce chapitre on va définir un cahier des
charges pour la conception qui prend en considération le domaine
d'application ainsi les fréquences souhaites et leurs conformités
avec les normes standard. La simulation va être basée sur le
chapitre précédent qui résume la théorie des
antennes PIFA et l'ensemble des éléments qui entre en jeu dans la
configuration des performances de tel structure.
La majeure partie de ce chapitre expose les résultats
de simulation accompagnée par des discussions sur les graphes qui vont
présenter le paramètre S, diagramme de rayonnement,
impédance caractéristique, gain, directivité et le champ
E...
1. Cahier des charges
Notre tâche consiste à concevoir une antenne du
tag RFID qui prend en considération tous les modifications apportes sur
le signal d'émission car ce dernier va être amplifié
lorsqu'il traverse la puce, c'est pour cela il faut que l'antenne a ses
meilleurs performances en deux fréquences communément
appelé antenne dual bande.
On va travailler sur la bande UHF (300MHz-3000MHz), qui couvre
les dernières
explorations de communication, cependant l'antenne est
excité par un signal de fréquence =886MHz, la technologie
utilisée est celle des antennes imprimées alors le substrat dans
le 1er
cas est l'époxy de permittivité 4.32 et de hauteur
h=1.6mm, les métallisations qui vont
résonner est de nature parfaitement conducteur, dans le
cas réel ça sera le cuivre (copper).
Le type d'excitation utilise est avec un câble coaxiale
d'impédance caractéristique 50
, car cette technique est plus facile à fabriquer, ce qui
est employé que pour les tests de
fabrication, dans le domaine d'application, l'antenne est
conçu pour un tag passif c-à-d que l'excitation est faite
à partir d'un émetteur des signaux qui va perturber le tag et par
conséquent excite l'antenne.
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3. Simulation sur HFSS
3.1. Structure
Dans l'étape de simulation on prend en compte que la
structure soit miniature tant que possible, c'est pour cela on a ajusté
le plan de masse et le substrat afin de retrouver des résultats optimal
pour des structures petite et intégrables dans n'importe quel
système.
(A)
Résonateur
Substrat
Fente
rayonnante
Port d'excitation
(B)
Court-circuit
Benamrane Fouad
.Figure 21 : Structure de l'antenne PIFA, face (A) vu en
dessus, face (B) vu du côté
La structure de l'antenne PIFA quart d'onde est
caractérisé par le résonateur de dimension 40x16 mm, la
face (A) figure 1 montre vue de haut une antenne de type PIFA, avec un
résonateur en couleur verte coller sur un substrat de couleur noir avec
une fente de forme U sur le pavé. Les dimensions et la
position ont été calculé précédemment, sur
la face (B) un court-circuit a été placé, il relie le
pavé au plan de masse son rôle est d'optimiser la dimension
de l'antenne. Nous avons choisi un substrat époxy de
permittivité à cause de ces
faibles pertes tan facilement disponibilité sur le
marché.
Pour ce qui concerne le type d'excitation nous avons pris un
câble coaxial d'impédance
caractéristique de . La fente percée sur le
pavé introduit la 2ième résonance de l'antenne
à la
Benamrane Fouad
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fréquence Avec la fréquence fondamental et
fréquence secondaire (mode
harmonique)
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