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1 - ÉLARGISSEMENT DE LA BANDE PASSANTE

2 - MINIATURISATION

3 - ANTENNES COMMANDÉES ÉLECTRONIQUEMENT

4 - ASSOCIATION D’ANTENNES EN RÉSEAUX

5 - QUELQUES DOMAINES D’APPLICATIONS

Article de référence | Réf : E3311 v1

Élargissement de la bande passante
Antennes imprimées - Techniques et domaines d’applications

Auteur(s) : Cyril LUXEY, Robert STARAJ, Georges KOSSIAVAS, Albert PAPIERNIK

Date de publication : 10 août 2007

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RÉSUMÉ

Les antennes imprimées de formes simples présentent des limitations telles qu’une faible bande passante, une directivité et un gain moyens, une taille de l’ordre de la demi-longueur d’onde, peu de flexibilité en termes de reconfiguration de polarisation, fréquence ou dépointage du faisceau rayonné, etc. Certaines techniques permettent d’améliorer une ou plusieurs de ces caractéristiques radioélectriques. Les principales applications de ces éléments rayonnants sont: communications par satellites, antennes pour l’aéronautique, téléphonie mobile, identification sans contact, antennes pour le biomédical, objets communicants, etc.

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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 le dossier , nous avons énoncé les bases et principes nécessaires à la conception d’antennes imprimées de formes simples.

Cependant, un élément de ce type présente généralement des limitations telles qu’une faible bande passante, une directivité et un gain moyens, une taille de l’ordre de la demi-longueur d’onde, peu de flexibilité en termes de reconfiguration de polarisation, fréquence ou dépointage du faisceau rayonné, etc.

Dans ce dossier, nous décrivons tout d’abord les techniques qui permettent d’améliorer une ou plusieurs de ces caractéristiques radioélectriques. Les aspects miniaturisation et mise en réseau sont également abordés. Puis sont présentées les principales applications de ces éléments rayonnants : communications par satellites, antennes pour l’aéronautique, téléphonie mobile, identification sans contact, antennes pour le biomédical, objets communicants, etc.

Pour plus de détails sur la théorie des antennes, le lecteur pourra également consulter les articles suivants du traité Électronique :

  • — « Antennes. Bases et principes » ;

  • — « Antennes. Différents types » ;

  • — « Antennes. Techniques » ;

  • — « Antennes. Éléments connexes » ;

  • — « Antennes actives. Principes de conception » ;

  • — « Antennes actives. Dimensionnement » ;

  • — « Antennes à fentes ».

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-e3311


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1. Élargissement de la bande passante

Les bandes passantes des antennes conçues avec des substrats de faibles épaisseurs sont de l’ordre de 1 à 4 %. Elles peuvent être inférieures à 1 % dans le cas des antennes miniatures. Afin d’augmenter significativement la bande passante d’un élément, il faut faire appel à l’association de plusieurs résonateurs.

1.1 Antennes à résonateurs couplés

La large bande est obtenue par couplage entre résonateurs. Plusieurs configurations sont alors possibles. Dans un premier temps, les éléments rayonnants utilisés étaient des éléments classiques demi-onde. Des éléments de plus faibles dimensions ont été par la suite utilisés.

  • Résonateurs demi-onde juxtaposés 

    Les éléments rayonnants peuvent être couplés par proximité ou par contact (figure 1 a ).

  • Résonateurs demi-onde superposés 

    Le couplage entre deux résonateurs se fait entre les deux éléments dont l’un est alimenté par un câble coaxial (figure 1 b ) ou par ligne microruban. L’obtention d’une bande passante de 10 à 40 % est possible avec ce type de structure quelle que soit la fréquence de travail. La bande passante est essentiellement conditionnée par les coefficients de qualité de chacun des éléments rayonnants, qui peuvent être ajustés par les hauteurs...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BENKAMOUN (M.), KOSSIAVAS (G.), PAPIERNIK (A.) -   Éléments Rayonnants Microrubans Couplés à Un ou Deux Points d’Alimentation.  -  Proceedings des Journées Internationales de Nice sur les Antennes (JINA), p. 208-211 (1986).

  • (2) - CROQ (F.), KOSSIAVAS (G.), PAPIERNIK (A.) -   Stacked Resonators for Bandwidth Enhancement : A Comparison of Two Feeding Techniques.  -  IEE Proceedings, Part H Microwaves, Antennas and Propagation, vol. 140, no 4, pp. 303-308, août 1993.

  • (3) - ZAID (L.), KOSSIAVAS (G.), DAUVIGNAC (J.-Y), CAZAJOUS (J.), PAPIERNIK (A.) -   Dual-frequency and Broadband Antennas with Stacked Wavelength Elements.  -  IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 47, no 4, p. 654-660, avr. 1999.

  • (4) - ROGER (J.) -   Antennes. Techniques.  -  Traité d’Électronique, Techniques de l’Ingénieur, no E3284, p. 45-46.

  • (5) - RULF (B.), ROBERTSHAW (G.A.) -   Understanding Antennas for Radar, Communications, and Avionics.  -  Van Nostrand Reinhold Company ed., (ISBN : 0442277725), p. 231-268 (1987).

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