Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Une antenne imprimée est constituée d’une métallisation de forme géométrique appropriée, déposée sur une face d’un substrat diélectrique tandis que l’autre face est métallisée. L’antenne de base consiste en une métallisation partielle de forme simple pour l’élément rayonnant et une métallisation complète pour la partie inférieure du substrat. Aujourd’hui, on trouve des structures avec des motifs plus élaborés. C’est cette métallisation qui détermine toutes les spécificités de l’antenne c’est-à-dire ses performances et son type de fonctionnement.
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A printed antenna is composed of a metallization of an accurate geometrical form, placed on one side of a dielectric substrate whilst the other side is metallized. The basic antenna consists of a partial metallization of a simple shape for the radiating element and a full metallization for the inferior part of the substrate. at this time, structures with more elaborated patterns. This metallization determines all the specificities of the antenna i.e. its performances and type of operation.
Auteur(s)
-
Cyril LUXEY : Maître de conférences à l’Université de Nice-Sophia Antipolis Laboratoire d’Électronique, Antennes et Télécommunications, LEAT-CNRS UMR 6071
-
Robert STARAJ : Professeur des Universités à l’Université de Nice-Sophia Antipolis Laboratoire d’Électronique, Antennes et Télécommunications, LEAT-CNRS UMR 6071
-
Georges KOSSIAVAS : Professeur des Universités à l’Université de Nice-Sophia Antipolis Laboratoire d’Électronique, Antennes et Télécommunications, LEAT-CNRS UMR 6071
-
Albert PAPIERNIK : Professeur à l’Université de Nice-Sophia Antipolis Laboratoire d’Électronique, Antennes et Télécommunications, LEAT-CNRS UMR 6071
INTRODUCTION
Dans ce dossier, nous nous proposons d’énoncer les principes de bases nécessaires à la conception d’antennes imprimées. Nous décrivons notamment les technologies, les principes de fonctionnement, les géométries ainsi que les techniques d’alimentations les plus courantes. Des modélisations analytique et numérique permettent la conception de ces antennes.
Dans un second dossier Antennes imprimées- Techniques et domaines d’applications, nous décrirons comment améliorer les caractéristiques radioélectriques d’un élément, la miniaturisation et les principales applications de ces éléments rayonnants.
Pour plus de détails sur la théorie des antennes, le lecteur peut également consulter dans le traité Électronique :
-
Antennes- Bases et principes« Antennes. Bases et principes » ;
-
Antennes- Différents types« Antennes. Différents types » ;
-
Antennes- Techniques « Antennes. Techniques » ;
-
Antennes- Éléments connexes « Antennes. Éléments connexes ;
-
Antennes actives- Principes de conception « Antennes actives. Principes de conception » ;
-
Antennes actives- Dimensionnement « Antennes actives. Dimensionnement » ;
-
Antennes à fentes « Antennes à fentes ».
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VERSIONS
- Version archivée 1 de sept. 1991 par Patrick ALDEBERT
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Contexte3. Procédure de conception d’un patch rectangulaire
Voici une procédure de conception simple, issue de la méthode des lignes de transmission.
Soient les valeurs suivantes, données par le cahier des charges :
-
la permittivité diélectrique du substrat ε r ;
-
la hauteur du substrat diélectrique h ;
-
la fréquence de résonance que l’on désire f res ;
-
l’impédance d’entrée.
La procédure de conception qui suit (cf. encadré) nous permet de déterminer la largeur W du patch, sa longueur L, les coordonnées d’un point d’excitation en fonction d’une impédance d’entrée désirée.
Exemple numérique
Le cahier des charges impose les valeurs suivantes :
-
la permittivité diélectrique du substrat ε r = 3,2 ;
-
la hauteur du substrat diélectrique h = 0,762 mm ;
-
la fréquence de résonance que l’on désire f res = 2,4 GHz ;
-
adaptation à 50 Ω.
La procédure de conception énoncée dans l’encadré nous permet de déterminer tous les paramètres suivants.
1o) W = 4,32 cm
2o) εr eff = 3,1
3o) ΔL = 0,37 mm
4o) L = 3,475 cm
5o)
6o) Rin = 376,76 Ω
7o) y0 = 1,325 cm
Il faut souligner qu’à partir du 5o), nous effectuons des approximations supplémentaires. En effet, nous pouvons remarquer dans l’encadré que les formules simples que nous donnons pour calculer les conductances G1 des fentes équivalentes ne sont valides que pour W << λ0 ou W >> λ0 . Cependant, dans le cas classique où W < λ0 , cette formule permet d’obtenir une valeur qui n’est pas trop éloignée de la valeur réelle. Au niveau du 6o), nous effectuons là encore une approximation supplémentaire car la résistance...
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Procédure de conception d’un patch rectangulaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DESCHAMPS (G.A.) - Microstrip Microwave Antennas. - 3rd USAF Symposium on Antennas (1953).
-
(2) - GUTTON (H.), BOISSINOT (G.) - Aérien incorporable pour engins mobiles. - Brevets FR 1123769, 27 sept. 1956.
-
(3) - HOWELL (J.Q.) - Microstrip Antennas. - AP-S Int. Symposium, p. 177-180 (1972).
-
(4) - HOWELL (J.Q.) - Microstrip Antennas. - IEEE Transaction on Antennas and Propagation, vol. 23, Issue 1, p. 90-93, janv. 1975.
-
(5) - MUNSON (R.E.), KRUTSINGER (J.K.) - Single Slot Cavity Antennas Assembly. - US Patent No 3713162, 23 janv. 1973.
-
(6) - MUNSON (R.E.) - Conformal Microstrip Antennas and Microstrip Phased Arrays. - IEEE Transaction on Antennas and Propagation, vol. AP 22, p. 74-78 (1974).
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