Etude d'antennes planaires à motifs périodiques par la théorie des matériaux à BIE
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Les travaux présentés dans ce mémoire portent sur l'étude d'antennes planaires à motifs périodiques par la théorie des matériaux à BIE. Dans un premier temps, nous proposons une méthode de réduction de la taille d'antennes imprimées à partir de motifs périodiques (type UCPBG). Pour cela, nous modifions les dimensions de la cellule élémentaire afin de ralentir la vitesse de propagation de l'onde dans le réseau. Les diagrammes de bandes sont calculés analytiquement à l'aide de circuits équivalents. Les différentes structures ne fonctionnent pas dans leur première bande interdite car elles sont utilisées en tant qu'élément rayonnant. Puis, nous proposons un nouveau type d'antenne bibande basé sur l'empilement d'une antenne patch et d'une antenne à BIE. Dans la seconde partie, nous cherchons également à obtenir un effet de réduction à l'aide de métamatériaux basés sur des lignes coplanaires chargées périodiquement d'éléments réactifs. Des modèles équivalents sont introduits pour déterminer l'équation de dispersion en vue de localiser les bandes de fréquences interdites. Une étude paramétrique sur la période de la structure montre des fréquences situées à l'intérieur et à l'extérieur du cône de lumière. Pour ce type de structure, la réduction de la longueur résonnante n'a pas été obtenu car le matériau présente une atténuation importante. Dans la dernière partie, on s'intéresse à l'insertion de MEMS RF dans une antenne à fente blindée à l'arrière. Les résultats simulés montrent la possibilité d'avoir une antenne reconfigurable en fréquence sur une octave en modifiant le rapport capacitif de ces composants.
Abstract FR:
The works presented in this thesis concern the study of periodic planar antennas by the theory of EBG materials. We first propose a means to reduce the size of printed antenna based on periodic structure (UC-PBG type). For this purpose, we modify the dimensions of the unit cell in order to slow down the phase velocity in the pattern. The various structures are analyzed with the dispersion diagrams. As the material is used as a radiating element, it is not used in its first bandgap. Then, we propose a new type of dual-band antenna based on a stacked patch antenna and a EBG antenna. In the second part, we also try to obtain a reduction effect with metamaterials based on coplanar waveguide periodically loaded with reactive elements. Equivalents models are introduced to determine the dispersion equation and to locate the frequency bandgap. A parametric study on the period of the structure shows frequencies inside and outside the light cone. For this type of structure, reduction of the length resonant is not realized because the antennas present important values of attenuation. In the last part, we are interested in the insertion of RF MEMS in a cavity-backed slot antenna. The simulated results show the possibility to have a reconfigurable antenna on one octave by changing the capacitive ratio of this microswitches.