Caractérisation des antennes de station de base par des techniques de champ proche
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The work presented concern the measurement of electromagnetic fields radiated by antennas and particularly the rapid characterization of base station antennas by near-field. The raising deployment of base station antennas for mobile communications has brought some fears on possible health risks. So the evaluation of the field next to the antennas has become a very important tool. This work concern the application of near-field techniques to the rapid determination of both electric and magnetic field near the antenna and the determination of its safety perimeter. The measurement is accomplished on a surface and by numerical processing the field is calculated almost everywhere around the antenna. The work is largely dedicated to the validation of the new technique, by numerical simulations and experimental measurement on commercial base station antennas. So by simple measurement of the electric field on a cylinder we can characterize completely the base station antenna. The calculation of the radiation pattern is made by a standard near-field to far-field transformation, and the evaluation of the safety perimeter is made by the developed near-field to near-field transformation. The time needed to completely characterize an antenna is brought to legs than two hours or a minute with a probe array. The truncation error is largely analyzed and an extrapolation technique to reduce these error is tested.
Abstract FR:
Les travaux de recherche présentés concernent la mesure de champs électromagnétiques rayonnés par les antennes, et plus particulièrement la caractérisation rapide des antennes de station de base au moyen des techniques de champ proche. Le déploiement croissant des antennes de station de base de téléphonie mobile des dernières années n'est pas sans susciter des inquiétudes liées à de possibles risques sanitaires. Pour cela, l'évaluation du champ à proximité des antennes a pris un intérêt particulier. Ce travail de thèse concerne l'application des techniques de champ proche à la détermination rapide du champ électrique et magnétique dans le voisinage de l'antenne et à la détermination de son périmètre de sécurité. La mesure est réalisée sur une surface, puis par traitement numérique, le champ est calculé presque partout au voisinage de l'antenne. Le travail est largement dédié à la validation de la nouvelle technique, tant par des simulations numériques que des mesures expérimentales sur des antennes de station de base commerciales. Ainsi, par simple relevé du champ proche sur la surface du cylindre de mesure, nous pouvons caractériser complètement l'antenne de station de base. Le calcul du diagramme de rayonnement se fait par une transformation standard champ proche / champ lointain, et l'évaluation du périmètre de sécurité s'effectue par transformation champ proche / champ proche. La durée de caractérisation complète est ainsi ramenée à moins de deux heures, voire en quelques minutes en mesure rapide au moyen d'un réseau de sondes. Les erreurs de troncature sont largement analysées ainsi qu'une technique d'extrapolation qui permet la réduction de ces erreurs.