Caractérisation d'antennes imprimées par la méthode de la matrice des lignes de transmission (TLM) associée à une technique moderne de traitement numérique du signal

Characterization of microstrip antennas by the transmission line matrix method (TLM) associated with a modern technique of numerical signal processing

• Auteur / Autrice : Jean-Lou Dubard
• Direction : Albert Papiernik
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Nice
• Jury : Président / Présidente : Bernard Jecko
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Joël Roux, Pierre Saguet, Dominique Pompei

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie

Antennes (électronique)

Ondes électromagnétiques

Mots clés libres

Sciences appliquées

Télécommunications et théorie de l'information

Méthode TLM

Antennes imprimées

Analyse spectrale paramétrique

Modèle de Prony

Méthode de Pisarenko

Critère de convergence

Substrat diélectrique fini

Résumé

La méthode de la matrice des lignes de transmission (TLM) permet la simulation numérique de la propagation des ondes électromagnétiques créées par les antennes imprimées. L'étude en fonction de la fréquence est obtenue en effectuant l'analyse spectrale de la réponse temporelle de l'antenne à une excitation impulsionnelle. Pour cela, l'outil le plus couramment utilisé est la transformation de Fourier. Cette technique nécessite l'observation de la réponse impulsionnelle sur un intervalle de temps très long. Ceci implique une durée prohibitive de la simulation tlm rendant illusoire l'analyse d'antennes imprimées. Le premier objectif de ce travail a été de réduire la durée de calcul de la méthode tlm en remplaçant la transformation de Fourier classique par une des techniques modernes de traitement numérique du signal. Ayant passé en revue les principales méthodes d'analyse spectrale paramétrique, nous avons choisi une technique qui fait appel au modèle de Prony. L'estimation des paramètres est effectuée en résolvant un problème aux valeurs propres, comme dans la méthode de Pisarenko. Pour faciliter sa mise en œuvre, nous avons élaboré un critère de convergence qui détermine le nombre optimal de paramètres garantissant une analyse spectrale précise. Ainsi, le temps de calcul de la méthode tlm a été réduit d'un facteur dix. Ce gain important a rendu possible la détermination des impédances d'entrée pour des structures aussi complexes que des antennes imprimées multicouches alimentées par ligne microruban et couplage électromagnétique à travers une fente. Nous avons également étudié l'influence des dimensions finies du plan de masse et des substrats diélectriques sur les diagrammes de rayonnement. Les comparaisons avec l'expérience ont permis de valider les résultats