Conception des antenne miniatures de type monopole planaire

Conception des antenne miniatures de type monopole planaire

Bref historique de la technologie ULB

pouvons raisonnablement associer l’origine de l’ULB à celle de la Télégraphie Sans Fil(TSF) au travers des travaux de Guglielmo Marconi qui, dès 1896, utilise une suite d’arcs électriques plus ou moins longs – similaire à des impulsions – comme base de modulation d’un message codé en Morse. Il réalise ainsi la première communication transatlantique en 1901 mais ce n’est qu’au début de la seconde moitié du 20 siècle que sont initiées les recherches sur les techniques ULB. Ces activités regroupent une multitude de travaux portant sur des concepts radio similaires intitulés radio impulsionnelle, radio sans porteuse ou encore sur des notions se rattachant aux approches transitoires dans le domaine temporel. La majorité de ces travaux avaient pour but de décrire le comportement transitoire de certains réseaux micro-ondes à travers l’étude des caractéristiques de la réponse impulsionnelle au lieu d’étudier ces systèmes dans le domaine fréquentiel. C’est ce que firent les Russes en développant un radar en bande X (8-12GHz) basé sur des impulsions de 0.5 ns dès 1957 [2]. Il était cependant difficile pour l’époque d’observer des signaux d’une durée inférieure à la ns. Heureusement, à cette même période, Hewlett-Packard introduit l’oscilloscope à échantillonnage temporel qui, dès lors, facilite grandement la mesure de signaux ULB .

Modulations

Une grande variété de schémas de modulation peuvent être mise en œuvre dans un système ULB. La majorité de ces schémas sont basés sur une modulation de l’information soit en amplitude telle que la Pulse Amplitude Modulation (PAM) soit en position avec la Pulse Position Modulation (PPM). Ces modulations sont populaires de par leurs simplicités et leurs flexibilités envers les systèmes impulsionnels à faible rapport cyclique. Par ailleurs, il est possible de mélanger ces deux modulations afin de transmettre plusieurs bits d’information par impulsion comme dans le cas d’une modulation conjointe amplitude/position ou d’utiliser la différence d’information entre deux impulsions afin de mettre en œuvre des modulations différentielles [14].

Faible densité spectrale de puissance

Une faible densité spectrale de puissance qui permet la coexistence de l’ULB et de services existants. En effet, la large bande de fréquence des signaux ULB recouvre de fréquence déjà allouées à d’autre système radio. L’autorité de régulation ont alors impose cette propriété aux signaux ULB afin de permettre la coexistence de l’ULB avec les services existants sans les perturber.Comme conséquent pour cette faible densité spectrale de puissance, les signaux ULB sont plus difficiles à détecter et les communications ULB sont mieux sécurisées. D’autre part, cette propriété limite la portée des communications ULB à quelques dizaines de mètres. Les applications visées par l’ULB sont donc des applications à courte portée et à haut débit, comme les réseaux Ad Hoc par exemple [13].

Avantages de l’ULB

Une question posée fréquemment concerne l’utilité de disposer de différents moyens Wireless pour des services qui sont généralement très proches. En particulier, pourquoi considérer l’ULB en plus des technologies déjà existantes ? En fait, les interfaces radio actuelles possèdent des caractéristiques différentes en termes de débit, de couverture, d’efficacité d’accès, de qualité de service et de consommation d’énergie. Certaines de ces interfaces radio proposent une qualité de service renforcée pour les applications multimédia grâce, notamment, à une garantie de transmission dans une période de temps déterminée. D’autres technologies offrent des services spécifiques comme la mesure de distance dans les systèmes Ultra Large Bande [15]. Comparé à Bluetooth, WiFi, l’UWB apporte les avantages substantiels suivants :
 Scalabilité : Ce terme revêt la possibilité de mettre en œuvre différents compromis de débits et de portées sans avoir à changer la forme d’onde.
 Etalement et discrétion : L’ULB peut coexister avec d’autres moyens radio déployés dans une même zone sans leur porter préjudice, ni subir de perturbation.
 Ranging : Ce terme, relié aux technologies ULB impulsionnelles, est synonyme de mesure de distance entre deux radios en portée l’une de l’autre.
 Fonctions de localisation : A partir des mesures de distance fournies par une interface UWB, le TRM est capable de positionner un objet ou un individu, soit en relatif soit en absolu.

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Table des matières

Dédicace
Remerciement
Résumé
Abstract
ملخص
Tables des matières
Tables des illustrations
Introduction générale
Chapitre I : la technologie Ultra Large Bande
I.1. Introduction
I.2. bref historique de la technologie ULB
I.3. Comparaison système ULB / système à bande étroite
I.4. Définition de l’ULB
I.5. Caractéristiques principale d’ULB
I.5.1. La capacité d’un canal de transmission.
I.5.2. Les modulations
I.5.3 : faible densité spectrale de puissance
I.6.Les avantage de l’ULB
I.7. Les applications de l’ULB
I.7.1. Applications d’aide à la conduite
I.7.2. Application liée aux radars
I.7.3. Application de type « See Through Wall»
I.7.4. système de communication sans fil
I.8. Conclusion
Chapitre II : Antennes Ultra Large Bande
II.1.Introduction
II.2.Antennes indépendantes de la fréquence.
II.2.1. Les antennes spirales
II.2.1.1. Antenne à spirale logarithmique
II.2.1.2. Antenne spirale conique
II.2.1.3. Antenne à spirale d’Archimède
II.2.2. Les antennes log-periodique
II.2.2.1. L’antenne log-periodique circulaire
II.2.2.2. L’antenne log-périodique trapézoïdale
II.2.2.3. L’antenne dipôle log-périodique
II.3. Antenne directive
II.3.1. L’antenne cornet
II.3.2. Antenne à transition progressive (Vivaldi)
II.4. Antennes omnidirectionnelles
II.4.1. Antenne biconique
II.4.2. Antenne discône
II.4.3. Dipôles/ monopoles planaire ultra large bande
II.4.3.1. Antenne papillon (Bow Tee)
II.4.3.2.Antenne circulaire planaire
II.5. Récapitulatif des caractéristiques des antennes
II.6. conclusion
Chapitre III : conception des antenne miniatures de type monopole planaire
III.1. Introduction
III.2. Etude d’un monopole triangulaire alimenté par CPW
III.3. Etude paramétrique de l’antenne monopôle triangulaire
III.3.1. Largeur du plan de masse latérale L
III.3.2. épaisseur e de plan de masse latérale
III.3.3. Longueur de guide d’onde coplanaire l
III.3.4. Largeur de conducteur centrale W
III.3.5. Largeur G des fentes
III.4. Dimension d’un monopole triangle optimise
III.5. Etude d’un monopole triangulaire a ouverture
III.6. Etude d’un monopole triangulaire à fentes et plan de masse replié
III. 7. Etude d’un monopole elliptique alimentée par CPW
III.8. Etude d’un monopole losange alimenté par CPW
III.9. Conclusion
Conclusion générale
Bibliographie