Modeling, Design and Demonstration for Discrete Lens Antennas with Circular-Polarization in the 60-GHz Band

International audience—This paper presents the modeling, design and demonstration of two circularly-polarized Transmit-Arrays (TA) operating in the 60-GHz band and generating a broadside beam and a 30°-tilted beam respectively. These arrays have a fairly simple structure with only three metal layers and are fabricated with a standard printed-circuit board technology. The simulated results show the performances of the unit-cells as well as the whole arrays, and detail their power budget. The experimental results in V-band are in very good agreement with the simulations and demonstrate very satisfactory characteristics. Power efficiencies up to 53.7% are reached with a 1-dB gain-bandwidth up to 9.1%, and low cross-polarization level

Conception d'Antenne Spirale intégrée sur SOI à 60 GHz

La conception d'une antenne spirale intégrée sur SOI est décrite. L'impact de la structure d'alimentation de l'antenne spirale à double brin sur le coefficient de réflexion et le rapport axial est analysé. Un bon coefficient de réflexion avec une bande passante de 35 GHz à -10 dB et une bonne polarisation circulaire couvrant une intervalle d'angle élévation de 120° indépendamment de l'angle d'azimut sont obtenus. L'efficacité de rayonnement simulée est de 80 % avec un gain simulé de 4.3 dBi

Application of transmitarray antennas for indoor mapping at millimeter-waves

Millimeter-waves are expected to play a key role in next 5G scenario due to the availability of a large clean unlicensed bandwidth at 60 GHz and the possibility to realize packed antenna arrays, with a consequent increase of the communication capacity and the introduction of new functionalities, such as high-definition localization and personal radar for automatic environment mapping. In this paper we propose the adoption of millimeter-wave transmitarrays for personal radar applications and we investigate the impact of the radiation pattern characteristics on the map reconstruction accuracy, by analysing how the number of array elements, of quantization bits and the focal distance affect the environment reconstruction performance

Millimeter-wave backscattering measurements with transmitarrays for personal radar applications

The concept of personal radar has recently emerged as an interesting solution for next 5G applications. In fact the high portability of massive antenna arrays at millimeter-waves enables the integration of a radar system in pocket-size devices (i.e. tablets or smartphones) and enhances the possibility to map the surrounding environment by guaranteeing accurate localization together with high-speed communication capabilities. In this paper we investigate for the first time the capability of such personal radar solution using real measured data collected at millimeter-waves as input for the mapping algorithm

Fast image deconvolution for enhancement of the resolution in the video rate terahertz imaging

International audienceA fast image deconvolution algorithm is used to demonstrate the resolution enhancement of video rate camera acquired Terahertz images. Our algorithm is based on variable splitting technique with the use of a family of sparsity inducing regularizers for the first time in an image deconvolution application, it is also suitable for practical applications in industry with computationally constrained conditions. The results of the proposed process provide substantial enhancement on the quality and resolution of THz images

Antennes reconfigurables à base de MEMS RF

Ce mémoire traite de l'étude d'antennes reconfigurables à base de MEMS RF. L'approche retenue est la diversité de diagramme de rayonnement de la station de base et du mobile. Elle peut être particulièrement intéressante dans un environnement indoor (à l'intérieur d'un bâtiment) pour lutter contre les évanouissements provoqués par les réflexions multiples et augmenter la portée des systèmes, ce qui optimise les bilans de liaison améliore les débits de transmission, l'autonomie et permet par ailleurs d'augmenter le nombre d'utilisateurs en diminuant les interférences entre eux. Un état de l'art des solutions d'antennes reconfigurables ainsi qu'une introduction des MEMS RF est présentée. Ces composants présentent à la fois des performances RF très élevées, une linéarité accrue, pour un encombrement, un poids et une consommation de puissance bien plus faible que leurs équivalents à semiconducteurs. Ces avantages deviennent encore plus évidents aux fréquences millimétriques où de nouvelles applications émergent. De plus, ils peuvent être intégrés à des circuits en technologie CMOS sur du silicium ou encore fabriqués sur de nombreux substrats avec l'antenne. Les développements essentiels de cette étude sont la mise en oeuvre d'une méthode de modélisation et d'optimisation de réseaux à éléments parasites afin de former des diagrammes dépointés et l'intégration, via des modèles électriques équivalents, d'interrupteurs microélectromécaniques radiofréquences (MEMS RF) afin de rendre ces antennes reconfigurables en diagramme de rayonnement. Il s'est en effet avéré qu'il était nécessaire de modéliser ces systèmes afin de développer une démarche de conception efficace des réseaux à antennes parasite commutées. Suite à ces efforts de modélisation, des prototypes d'antennes passifs ont été réalisés et mesurés, permettant de valider la méthode de conception. Un prototype actif utilisant des composants MEMS RF a ensuite été développé. Des antennes à formation de faisceaux ont également été développées sur la base de cellules comDosées chacune d'une antenne reconfiaurable constituant un sous réseau d'un réseau Dlus laraeGRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

MEMS-Switched Parasitic-Antenna Array for Radiation Pattern Diversity

International audienc

Design and demonstration of 1-bit and 2-bit transmit-arrays at V-band frequencies

International audience— This paper presents the design and demonstration of linearly-polarized and circularly-polarized transmit-arrays operating in the 60-GHz band. The arrays are fabricated with standard printed-board technology and are designed with a fairly simple structure using three metal layers. The experimental results show very good performances for both arrays with a gain of 22-23 dBi, a-3 dB gain-bandwidth of 11-13%, and low cross-polarization level

Development of a test setup for miniature antennas for millimeter frequencies

Lors de cette thèse, on a développé un banc automatisé de relevé du diagramme de rayonnement particulièrement pour des antennes millimétriques avec faible directivité. On propose trois méthodes d alimentation. La première méthode développée a été de concevoir une nouvelle sonde ayant un accès micro-coaxial de plus de 5cm afin de réduire la zone de masquage au minimum. Associée à une configuration de type flip-chip inversée, cette méthode a permis d avoir une réduction de la zone de masquage de 80 à 20. La deuxième méthode a été de concevoir une liaison souple par film souple de Kapton. Cette méthode présente l avantage de placer une plus grande partie des connexions métalliques sous un plan de masse, mais nécessite une connexion optimale à la puce. Les résultats obtenus présentent une zone de masquage pratiquement inexistante, et sont conformes à l état de l art. La troisième méthode SER est basée sur la mesure de l antenne sans placer de sondes ou de connecteurs spéciaux, mais en utilisant un système à charges connues. La simulation nous montre qu'il nous manque une dynamique par ces trois charges.In this thesis, we designed and built a new 3D test bench, particularly for low-directivity integrated antennas at millimeter-wave frequencies. We proposed three feeding techniques for the antenna under test (AUT): a probe-fed technique, a flexible-transmission-line-fed technique and a radar-cross-section (RCS) method. The probe-fed method was developed with a customized probe, which involves an elongated (50 mm) coaxial line between the probe tip and the probe body, wherein the probe body is reversed (relative to the conventional measurement configuration) so it lies below the plane of the AUT. This method reduces the range of angles that are masked from 80 (for a conventional probe setup) to 20. The second method was developed using a flexible transmission line with a modified flip-chip connection to the AUT. This method completely eliminates the masked zone. The third method characterizes the radiation pattern using a radar cross-section (RCS) method. This method requires neither a probe system nor connectors. However the simulation results demonstrate that there is insufficient variation in the ratio of received power to incident power as the load on the AUT is varied in order to make precise measurement with conventional measurement equipment.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF