Etude de resonateurs de perot-fabry et d'antennes imprimees en ondes millimetriques. Conception d'antennes a faisceau gaussien

par Ronan Sauleau

Thèse de doctorat en Traitement du signal et des télécommunications

Sous la direction de Jean-Pierre Daniel.

Soutenue en 1999

à Rennes 1 .

mots clés

Résumé

Il s'agit d'etudier et de concevoir des antennes a faisceau gaussien (gba : gaussian beam antenna) a 60 ghz. Elles sont constituees d'un resonateur de perot-fabry excite par une antenne imprimee ou une antenne cornet. Le travail s'articule autour de trois points principaux : _ l'etude d'antennes imprimees en ondes millimetriques repose sur la methode fdtd (finite difference time domain) incluant les pertes metalliques et les techniques de programmation vectorielle et parallele. Les resultats experimentaux montrent les bonnes performances des antennes sur quartz amorphe, compare l'alumine. Les techniques de mesures a 60 ghz et les difficultes associees sont decrites et analysees. _ deux approches sont utilisees pour modeliser des cavites de perot-fabry dont les miroirs semi-transparents sont des grilles 2d. La premiere est basee sur des circuits electriques equivalents, simples a mettre en uvre, mais limites en terme de precision. La seconde modelise globalement la cavite avec la fdtd. L'etude theorique et experimentale des reponses frequentielles en quasi-optique montrent les performances et les principaux defauts de ces resonateurs. Nous precisons egalement les domaines de validite des modeles circuit et etablissons des regles de conception de gba. _ l'analyse theorique des gba est menee avec la fdtd et avec la theorie du point source complexe. Les resultats obtenus avec des sources a polarisation lineaire ou circulaire (guides d'onde, cornets, antennes imprimees) et avec des cavites de geometries tres variees confirment la qualite de leurs diagrammes de rayonnement (faibles lobes secondaires, faibles composantes croisees), ainsi que leur rendement moyen. Toutes les etapes du travail sont validees experimentalement. Cela implique non seulement la maitrise des techniques de mesure a 60 ghz en impedance, en rayonnement et en quasi-optique, mais aussi le developpement de procedes technologiques pour la fabrication de dispositifs rayonnants en ondes millimetriques.

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