Analyse et optimisation d'antennes réseaux compacts superdirectives

par Alexandre Debard

Projet de thèse en Optique et radiofrequences

Sous la direction de Christophe Delaveaud et de Antonio Clemente.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS) , en partenariat avec CEA/LETI (laboratoire) depuis le 02-11-2015 .


  • Résumé

    En focalisant le diagramme de rayonnement dans les directions utiles, les antennes directives ouvrent de nouvelles opportunités pour les applications sans-fil en termes d'efficacité spectrale, de déploiement radio sans interférences, réduction de l'impact environnemental, réduction de l'exposition aux champs électromagnétiques et modes d'utilisation. Cependant, les techniques classiques pour améliorer la directivité conduisent généralement à une augmentation significative de la taille électrique de l'antenne. Par conséquent, l'intégration d'antennes directives dans les objets communicants reste limitée. Cette difficulté est particulièrement critique pour les gammes de fréquences inférieures à 3 GHz lorsqu'on vise une intégration dans des objets dont les dimensions sont souvent limitées à quelques centimètres. Des antennes avec une directivité importante, une taille réduite et avec la possibilité de dépointage électronique du faisceau sont nécessaires pour le développement de nouvelles applications dans le domaine des objets communicants. En effet, le contrôle des propriétés de rayonnement des antennes est une caractéristique importante pour le développement des futurs réseaux de communications intelligents (smart radio) avec un impact limité sur l'environnement. Les études récentes réalisées par le CEA ont permis la démonstration des potentialités des réseaux d'antennes à élément parasites super directifs et le développement conjoint d'une expertise spécifique dans ce domaine. Les principaux objectifs de ce projet sont : 1. Le développement d'outils analytiques et numériques pour la conception et l'optimisation de réseaux compacts et super directifs avec dépointage ; 2. Le développement de nouvelle sources élémentaires pour les réseaux d'antennes compacts ; 3. La réalisation d'un réseau compact et super directif avec dépointage.

  • Titre traduit

    Analysis and optimization of compact superdirective arrays


  • Résumé

    By focusing the radiation pattern in useful directions, directional antennas offer new opportunities for wireless applications in terms of spectral efficiency, deploying radio without interference, reducing the environmental impact, reducing exposure to electromagnetic fields and modes of use. However, conventional techniques to improve the directivity generally lead to a significant increase in the electrical size of the antenna. Therefore, the integration of directional antennas in communication devices is limited. This difficulty is particularly critical for frequency ranges below 3 GHz when designed for integration into objects whose dimensions are often limited to a few centimeters. Antennas with a high directivity, a reduced size and with the possibility of electronic beam deflection are necessary for the development of new applications in the field of communicating objects. Indeed, control of antenna radiation properties is an important characteristic for the development of future intelligent communication networks (smart radio) with a limited environmental impact. Recent studies conducted by the CEA helped demonstrate the potential of super directive antenna arrays with parasitics elements and the joint development of specific expertise in this area. The main objectives of this project are: 1. Development analytical and numerical tools for the design and optimization of compact and super directional arrays with misalignment; 2. development of new basic sources for compact antenna arrays; 3. The realization of a compact super directive network with beam-steering.