Circularly Polarized Planar Antennas & AMC Metasurfaces For 5G-IoT and CubeSat applications

Abstract

Dans cette thèse, il a été conçu au départ, deux antennes patch micro-ruban conçues pour obtenir des résultats captivants et compétitifs. La première antenne est polarisée linéairement et offre un gain élevé et une large bande à la fréquence de résonance de 28 GHz. Cependant, la seconde est plus importante car elle fournit une double bande ultra-large avec une double polarisation circulaire. De plus, un gain élevé est obtenu simultanément dans la bande inférieure (la bande X à 10 GHz) et dans la bande supérieure (la bande K à 25,6 GHz). Il a été procédé ensuite à la conception et l’étude de différentes antenne monopole imprimée (PMA) alimenté par un guide d'onde coplanaire (CPW) chargée d'une métasurface AMC comme réflecteur. La première, est polarisée linéairement et fournit un gain élevé avec une ultra-large bande d'impédance IBW qui atteint 193,1% à la fréquence opérationnelle de 5,8 GHz. Cependant, les deux autres fournissent un rayonnement de polarisation circulaire avec des performances élevées en termes de gain, de la largeur de bande de gain (gain BW), de la largeur de bande du rapport axial (ARBW) et d’IBW. Elles fonctionnent respectivement à 8,5 et 8 GHz. La dernière antenne proposée dans cette thèse présente un très haut niveau de performance permettant d'obtenir un résultat sans précédent d’ARBW d'environ 98,75 % avec une structure assez simple (très peu de complexité). Il convient de noter qu'une autre caractéristique importante de l'utilisation de l’AMC comme réflecteur, est sa capacité à protéger les composants électroniques à l'intérieur du corps du CubeSat contre les ondes électromagnétiques. Cela est dû au fait qu’elle réfléchit le lobe arrière du radiateur vers l'avant dans la direction de l'axe de visée de l'antenne. Enfin, les résultats de simulation des paramètres de nos antennes conçues et fabriquées ont été validés avec ceux des mesures à l'intérieur d'une chambre anéchoïque située au laboratoire de l'École d'ingénierie électrique, informatique et des télécommunications, université de Wollongong, Nouvelle-Galles du Sud, Australie.