Modélisation d'antennes très basses fréquences (VLF-LF) : étude de l'influence de la structure, des composants associés et de l'environnement en vue de leur optimisation
Institution:
NiceDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Communications with low frequencies (LF) and very low frequencies (VLF) are used for military purposes, specially for communicating worldwide with submarines underwater at shallow dephts. The modeling and simulation of such antennas require numerical methods close to their validity limits. The subject of this thesis deals with the global modelization of VLF/LF [3-300 kHz] antenna structure taking into account the local environment such as : insulators, ground plane, buildings… The first part of the thesis is devoted to the characterization of insulators. The behaviour of these devices subjected to high voltages being unknown in the VLF/LF. A second part is devoted to the development of a “thin wire” model arbitrarily oriented integrating localized components. Three methods are presented and validated by comparison with theorical results. Finally, simulations of VLF antennas taking into account the numerous radiating arbitrarily oriented wires with surrounding insulators are presented.
Abstract FR:
Les télécommunications très basses fréquences (very low frequency / low frequency) sont utilisées pour les télécommunications militaires à couverture mondiale avec des sous-marins en plongée. La simulation de ces antennes nécessite l’utilisation de méthodes numériques bien souvent en limite de leur domaine de validité. L’objectif de la thèse est de développer un outil de modélisation globale des structures antennaires VLF/LF [3-300 kHz] prenant en compte l’environnement proche tels que les isolateurs, les structures de soutien, le plan de sol, les bâtiments annexes… Une première partie est consacrée à la caractérisation des isolateurs. Le comportement de ces dispositifs soumis à de très hautes tensions est en effet peu connu dans la bande de fréquences VLF/LF. Une seconde partie est consacrée à l’élaboration et au développement d’un modèle de « fil mince » arbitrairement orienté intégrant des composants localisés. Trois méthodes sont présentées puis validées par comparaison à des résultats théoriques. Enfin, l’étude de l’influence de la structure de soutien sur le fonctionnement des antennes VLF/LF est présentée.