Conception et réalisation d’antennes miniatures multi-bandes : Applications aux systèmes de communication sans fil et mobiles

Abstract

Les technologies mobiles et sans fil ont connu un essor remarquable durant ces dernières années de sorte que plusieurs normes et standards ont été récemment introduits et associés à de multiples bandes de fréquences. Actuellement, une forte demande de terminaux se fait sentir supportant une panoplie de normes de communication et une grande tendance à miniaturiser ces terminaux. Dés lors, le développement des antennes imprimés miniaturisées multistandard s’avère être l’une des priorités majeures de la recherche dans le domaine de l’ingénierie sans fil. La démarche pédagogique adoptée consiste à mettre en exergue, en premier lieu, l’état de l’art de la majorité des technologies sans fil existantes pour ensuite examiner globalement la théorie des antennes. Une attention particulière sera accordée aux antennes imprimées et puis aux différentes antennes multi bandes, traitées par la littérature scientifique dédiée à l’utilisation en téléphonie mobile, leurs principes de conception ainsi que leurs caractéristiques. Les technologies mobiles et sans fil ont apporté, comme le cas d’ailleurs des autres technologies, un agrément indubitable aux utilisateurs, toutefois, les craintes ne sont pas entièrement dissipées. L’énergie RF peut, en effet, affecter la santé humaine pendant la communication sans fil ou lors de l’exposition à long terme aux radiations émises par les réseaux sans fil et les stations de base. D’où les risques que présente le rayonnement électromagnétique issu des appareils mobiles sans fil sur le corps humain. L’interaction des radiations RF/Micro-ondes a été étudiées, elle est basée sur un modèle simple composé d’un châssis téléphonique équipé d’une antenne et d ‘un modèle sphérique multicouche en guise de tête humaine. Dans le cadre de cette thèse, l’effort est axé sur l’étude des paramètres influant les fréquences de résonnances et les performances des antennes patch. Cette étude se propose pour aboutissement la conception des antennes patch, miniaturisées et multistandard en vue d’une utilisation dans la troisième génération des téléphonies mobiles. Et ce dans le respect total des normes de sécurité en cas d’expositions aux rayonnements électromagnétiques définies par les organisations mondiales de la santé. Dans ce travail de recherche, une conception de plusieurs antennes planaires multistandard a été développée et les procédures de conception dument discutées. Les prototypes de ces antennes ont été également réalisés et leurs caractéristiques mesurées. Enfin, l’effort a été couronné par un bon accord entre les simulations et les mesures.