Etude des Antennes à Résonateurs Diélectriques. : Application aux Réseaux de Télécommunications

A fast technological development in the telecommunications domain, as mobile telephony, wireless networks, TV over Satellite, Radar Applications (civil or military)…etc, is observed. This considerable growth has led to enormous needs and caused a major technological evolution in antennas. These have to face different needs such as gain improvement, bandwidth enlargement, and different existing problems, such as cost and overcrowding…etc. Though, our goal is to design antenna topologies that are simple, having Low overcrowding and relatively with high gain operating in multiband and/or ultra large. To achieve this we headed to Dielectric Resonator Antennas (DRA) in UHF and SHF bands. Recently they have been the subject of several studies and have gained great interest from both academic and industrial sectors. Due to their diverse and simple geometries, they can be fed with different usual techniques. Furthermore, they can be smaller than patch antennas. The first part of this work has focused on the study of cylindrical DRAs, and then a validation of the simulating tool has been done after comparison with measurement results. For a multi-standard utilization, enlargement antennas’ operating bands, to have bi-band behaviour, get a modification of the resonant frequency and also a reduction of the overcrowding, the second part is dedicated to the study of new resonator topologies based on a vertical and radial stack of two cylinders, and then a multilayer and ring topologies. The obtained results found their applications in GSM900-DCS1800-UMTS-WiFi…Un développement technologique rapide dans le domaine de télécommunication, qu'il s'agisse de la téléphonie mobile, des réseaux sans fils, de la télévision par satellites, ou des applications radar (civiles ou militaires)...etc. est observé. Cet essor considérable a engendré d'énormes besoins et entraîne une évolution technologique majeure au niveau des antennes. Ces dernières doivent faire face aux différentes exigences, à savoir l'augmentation du gain, l'élargissement de la bande passante… et aux différents problèmes existant, à savoir le coût, l’encombrement…etc. Notre objectif est donc de concevoir des topologies d’antennes simples, à faible encombrement et à gain relativement élevé avec un fonctionnement multibande et/ou ultra large bande. Pour cela nous nous sommes orientés vers des antennes à résonateur diélectrique (ARD) dans les bandes UHF et SHF. Récemment, elles ont fait l’objet de plusieurs recherches et ont acquis un grand intérêt du monde académique et industriel. Les ARDs, par leurs simples et diverses géométries, peuvent être alimentées par différentes usuelles techniques. En outre, leurs tailles peuvent être plus petites que leurs homologues à savoir les antennes imprimées. Une première partie de ce travail s’est concentré sur l’étude des ARDs de forme cylindrique, puis une validation de l’outil de simulation par comparaison avec la mesure. En vue d’une utilisation multistandards, d’un élargissement des bandes de fonctionnement ou d’une modification de la fréquence, une seconde partie a été consacrée à l’étude de nouvelles topologies de résonateurs basées sur un empilement vertical et radial de deux cylindres, une topologie en multicouche et en anneau. Les résultats obtenus trouvent leurs applications dans le GSM900-DSC1800, UMTS, WIFI

Contribution à l’étude des Systèmes Multi-Antennes pour les Télécommunications et les Radars

Habilitation à diriger des recherchesEtude des Systèmes Multi-Antennes pour les Télécommunications et les RadarsCe mémoire résume un peu plus de 10 années de recherche, depuis ma thèse (soutenue en décembre 2002), jusqu’à aujourd’hui au département OSA (Ondes et Systèmes Associés) du Laboratoire XLIM à l’université de Limoges, où je suis maître de conférences depuis septembre 2005.Mes activités de recherche s’intégraient initialement dans le domaine de l’électromagnétisme et des antennes (antennes multifonctions intégrées, réseaux d’antennes pour la formation de faisceau ou pour des applications de goniométrie) avec une connotation plus poussée sur les antennes miniatures. Par la suite, ce dernier axe de recherche s’est naturellement orienté vers l’étude des systèmes multi-antennes (MIMO), permettant notamment de lutter contre les évanouissements du canal radio, qui représentait un challenge important en terme d’intégration au sein d’un terminal mobile par exemple. Cependant, pour être pleinement couvert, ce domaine d’études nécessite de prendre en considération, non seulement les antennes, mais aussi le canal de propagation multitrajets, la mise en forme et les traitements numériques des signaux associés au système multi-antennes. C’est dans ce sens qu’une nouvelle équipe de recherche (« réseaux sans fil ») a été créée au sein du département OSA d’XLIM, et dont je suis responsable depuis 2006. Les axes de recherche abordés concernent donc de manière générale le vaste domaine des systèmes de transmissions multi-antennes pour les communications et les radars, ainsi que le sondage de canal. Ils s’appuient sur une forte partie expérimentale par la mise en œuvre de bancs de mesures permettant la caractérisation active d’algorithmes liés aux traitements multi-antennes (codages MIMO, formation de faisceau, imagerie radar, …), en environnement maîtrisé (chambre réverbérante à brassage de mode, chambre anéchoïde multicapteurs) et en environnement réel