Nouveau concept de circulateur-antenne à base de matériaux ferrites

Abstract

In the field of telecommunications, device miniaturization is essential to meet the growing demands for compactness, performance, and cost reduction. Mobile technologies, 5G, and IoT require multifunctional devices that are smaller and more efficient. In transmission- reception systems, the circulator and the antenna play a key role, but their separate design with matching circuits results in additional losses and increased size. Integrating these components into a single multifunctional architecture would address these challenges. The objective of this thesis is to develop a new concept of a circulator-antenna, designed using a co-design methodology for these two components. This "circulantenna" combines a circulator and an antenna integrated on the same substrate, without relying on a 50 Ω interconnection. Specifically, the antenna is directly connected to the second port of the circulator without any matching circuit. The other two ports of the circulator are matched to a 50 Ω impedance to simplify the system’s integration into standard environments.Dans le domaine des télécommunications, la miniaturisation des dispositifs est essentielle pour répondre aux exigences croissantes de compacité, de performance et de réduction des coûts. Les technologies mobiles, la 5G et l’IoT nécessitent des dispositifs multifonctionnels, plus petits et efficaces. Dans les systèmes d’émission-réception, le circulateur et l’antenne jouent un rôle clé, mais leur conception séparée avec des circuits d’adaptation entraîne des pertes et un encombrement supplémentaire. L’intégration de ces composants dans une seule architecture multifonctionnelle permettrait de surmonter ces contraintes. L’objectif de cette thèse est donc de développer un nouveau concept de circulateur-antenne mis au point via une méthodologie de co-conception de ces 2 composants. Ce « circulantenne » regroupe un circulateur et une antenne intégrés sur le même substrat sans passer par une interconnexion 50 Ω. En effet, l’antenne est directement connectée au deuxième accès du circulateur, sans circuit d’adaptation. Les deux autres accès du circulateur seront adaptés à une impédance de 50 Ω, afin de simplifier l’intégration du système dans des environnements standards