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Conception d'une antenne Patch Microstrip

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par Fouad Benamrane
Université Sidi Mohamed Ben Abdellah (Fès ) Maroc - Master télécoms hyperfréquence 2011
  

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Remerciement

Je tiens à remercier tout d?abord Monsieur Ali BENBASSOU responsable de la formation « MASTER TDMO » professeur à l?EST de Fès pour le soutien qui m?a accordé durant la réalisation de ce travail.

J?adresse également l?expression de ma reconnaissance profonde à Monsieur Saad BENNANI professeur à l?ENSAF pour son encouragement et son aide afin d?élaborer ce projet.

Finalement et à cette occasion, je souhaite totalement à témoigner de mes profonds remerciements les plus respectueux 1er à Monsieur Bri professeur de RF a EST de Meknès, pour ses articles et thèses qui m?a montré le bon sens et à l?ensemble des étudiants du master TDMO2.

Dédicace

Je dédie ce travail

A ma famille

A tous ceux que j?aime pour leurs encouragements,

A ceux qui ont veillé à ce que ce travail soit à la hauteur

Table des matières

INTRODUCTION 5

CHAPITRE I: ANTENNES IMPRIMEES 6

I-INTRODUCTION 6

II-/ANTENNES IMPRIMEES 6

II-1-Les caractéristiques des antennes imprimées 6

II-2-Les avantages et inconvénients 7

II-3-Les différentes formes d?une antenne patch 7

II-4-Les techniques d?alimentations 8

II-5-Méthodes d?analyse d?une antenne patch MICROSTRIP 9

III-ADAPTATION 15

III-1-L'adaptation par quart d'onde 15

III-2-L?adaptation par STUB 16

III-3-Adaptation avec encoches 17

CONCLUSION 18

CHAPITRE II : CONCEPTION D?UNE ANTENNE IMPRIMEE PAR HFSS 19

I-INTRODUCTION 19

II-CAHIER DES CHARGES : 19

III/LOGICIEL DE SIMULATION ELECTROMAGNETIQUE 20

III-1/Logiciel HFSS(ANSOFT) [6] 20

III-2-Différents étapes d?utilisation du logiciel 21

III-3-Calcul des dimensions théoriques du patch 21

III-4-Conception 21

III-5/Simulation 23

CONCLUSION 28

CONCLUSION GENERALE 29

Bibliographie 30

ANNEXE 31

Symboles utilisés

W : largeur de l'élément rayonnent

L : longueur de l'élément rayonnent

: Constante diélectrique du matériau isolant (permittivité relative)

: Constante diélectrique effective

: Fréquence de résonance : Épaisseur du diélectrique : Longueur des fentes

: Longueur effective

Z0 : impédance caractéristique de la ligne MICROSTRIP Largeur de la ligne MICROSTRIP

: Longueur de la ligne MICROSTRIP

: Largeur effective de la ligne MICROSTRIP

: Épaisseur du patch et le substrat

: Vitesse de la lumière

Vitesse de propagation dans le milieu diélectrique

: Impédance d'entrée de l'antenne

Z 1

: Bande passante

: Longueur d'onde dans le vide

L

: Longueur d'onde dans le diélectrique

G1 : Conductance du circuit équivalent de l'antenne : Impédance d'entrée de la ligne quart d'onde : Longueur de la ligne quart d'onde

: Largeur de la ligne quart d'onde

INTRODUCTION

Les télécommunications se sont banalisées au cours de ces dernières années. Poussés par l?engouement du public, les systèmes de réception sont devenus portables et les antennes se sont miniaturisées, l?utilisation d?antennes imprimées est devenue usuelle dans les systèmes de radiocommunications.

L?étude présentée dans ce rapport se place dans le cadre d?un mini projet de conception d?une antenne Patch MICROSTRIP. L?utilisation d?un simulateur électromagnétique(HFSS) permet d?appréhender des lois de comportements sans avoir préalablement recours à un formalisme mathématique.

Ce travail présente un cas concret de conception d?une antenne imprimée rectangulaire, ou on va concevoir, simuler, réaliser et caractériser une antenne patch MICROSTRIP.

Le présent travail se subdivise en 2 chapitres :

Dans un premier chapitre une étude succincte a été faite sur l?antenne imprimée qui sont applicables aux différentes situations d'intégration, ainsi la simplicité de leurs structures fait que ce type d?antenne est adapté au faible cofit de fabrication. Ceci est une propriété clé qui explique l?introduction des antennes imprimées dans les applications de la communication mobile. Je vais expliquer aussi le concept du dimensionnement et le paramétrage des antennes imprimées de type <<Patch>>.

Après quelques rappels sur le fonctionnement théorique des antennes patchs, nous allons efforcer à aborder le deuxième aspect celui de la conception d?une antenne imprimée avec un simulateur électromagnétique, j?ai essayé de représenter les résultats de simulation dans une fréquence bien précise. Basé sur une étape de mesure : coefficient de réflexion, le diagramme de rayonnement, gain, directivité ...

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9Impact, le film from Onalukusu Luambo on Vimeo.



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