thesis

Antennes multistandards pour communications mobiles

Defense date:

Jan. 1, 2004

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Institution:

Nice

Disciplines:

Electrical engineering

Authors:

Directors:

Abstract EN:

This thesis presents the design, the optimisation and the analysis of small antennas dedicated to mobile and wireless communication standards. These antennas must satisfy several criteria which are often hard to simultaneously obtain : multiband and wide band operations, omnidirectional radiation pattern, good efficiency, small size allowing their integration into a mobile handset. Different techniques are used to achieve these characteristics like the addition of shorting strips, slots, parasitic elements and distributed capacitive loads. The simultaneous implementation of these techniques has led to the design of a biband antenna (GSM/2 GHz), triband antennas (GSM/UMTS-2,3 GHz ; GSM/DCS-PCS), quadband antennas for GSM/DCS-PCS-UMTS operations and lastly a multiband antenna (GSM/DCS-PCS-UMTS/5 GHz WLAN). All structures have been designed on a reduced ground plane having a size approximately equal to that of the PCB (Printed Circuit Board) of a typical mobile phone. Parametric studies allowed to interpret the physical phenomena and to estimate the influence of the different antenna's parameters. Measurement of several antenna prototypes validated the designed and optimised structures obtained by a simulation software tool.

Abstract FR:

Ce mémoire présente la conception, l'optimisation et l'analyse d'antennes miniatures, opérant dans plusieurs standards de télécommunications, destinées à des applications en communications mobiles et sans fil. Ces antennes doivent satisfaire différents critères (fonctionnement multibande et large bande, diagramme de rayonnement omnidirectionnel, bonne efficacité, encombrement minimum permettant leur intégration dans un boîtier de téléphonie mobile) qui sont souvent difficiles à mettre en oeuvre de façon simultanée. Divers procédés sont utilisés pour satisfaire ces contraintes comme l'ajout de courts-circuits de type languettes, l'insertion de fentes à la surface du résonateur, la juxtaposition de résonateurs parasites ou encore l'utilisation de chargements capacitifs. La mise en oeuvre simultanée de ces principes a conduit à l'élaboration d'une antenne bi-bande (GSM/2 GHz), de structures tri-bandes (GSM/UMTS-2,3 GHz ; GSM/DCS-PCS), d'antennes quadribandes pour la couverture des standards GSM/DCS-PCS-UMTS et enfin d'un élément rayonnant multibande (GSM/DCS-PCS-UMTS/5 GHz WLAN). Toutes ces antennes ont été conçues sur plan de masse réduit de type PCB (Printed Circuit Board) pour être facilement intégrables dans un boîtier portable. Des études paramétriques ont permis l'interprétation des phénomènes physiques mis en jeu, ainsi que l'appréciation de l'influence des différents paramètres des antennes. Plusieurs réalisations ont validé les structures issues des résultats de simulation.