Etudes des performances radiofréquences d'antennes 5,8 GHz intégrées sur des véhicules automobilesApplications sécuritaires et communications à courte portée

Study of radiofrequency performances of 5,8 GHz antennas integrated on automobive vehicle for safety applications and dedicated short range communication applications

• Auteur / Autrice : Martine Ibambe Gatsinzi
• Direction : Alain Azoulay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Radar en sécurité routière

Multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence

Méthodes de simulation

Mots clés libres

Modélisation électromagnétique

Mlfmm

Méthodes asymptotiques

Intégration d'antennes

Dsrc

Résumé

Le travail de la thèse contribue à l’étude de l’intégration d’antennes 5,8 GHz sur des véhicules automobiles. A l’aide de la simulation, nous avons pu étudier l’intégration de l’antenne radar sur des maquettes numériques pour répondre aux problématiques liées à la mise à disposition tardive de prototypes, et à la politique de réduction des coûts. Pour cela, nous nous sommes concentrés sur les axes de recherche suivants: Le premier axe traite de la modélisation et de la simulation électromagnétique d’objets de grandes tailles par rapport à la longueur d’onde, et de la mesure utilisé pour compléter l’étude d’évaluation des performances de l’antenne 5,8 GHz seule, puis intégrée sur des structures représentatives de véhicule. Le deuxième consiste en l’analyse des phénomènes de propagation dans la bande de fréquence autour de 5,8 GHz et de l’effet de différents environnements sur un signal émis. Le troisième est consacré à l’étude de la propagation des signaux radar. Le but est de mettre en place une méthode d’évaluation par la simulation de la détection d’obstacles afin de valider les performances du prototype radar en termes de traitement du signal. Enfin, dans le quatrième et dernier axe de recherche, nous nous sommes intéressés à la réalisation d’une première évaluation de l’impact d’une évolution éventuelle de la fréquence vers 24 GHz considérant les performances d’antennes et de propagation à courte distance.

Evolution in technology allows automotive manufacturers and suppliers to propose more and more embedded electronic systems to make driving safer and easier. However, the number of road victims is still high. In this context, a study of the integration of a pre-crash radar operating at 5. 8GHz has been launched by Renault. This system is based on low cost components and allows the activation of either automatic braking to avoid any crash or restraint systems in case of an impending collision. Besides, to reduce the number of integrated antennas on vehicles, other applications, such as smart keyless and vehicle to vehicle communication systems can use the same radar antenna. The main objective of the proposed research work is to study the integration of 5. 8 GHz antennas on vehicles. In particular, simulations are performed to investigate the integration on numerical prototypes to make up for problems posed by the late availability of car prototypes and the reduction of cost in industry. For this purpose, we focused on the 4 following topics: 1) Simulation at higher frequencies and measurement to evaluate integration effects on antenna radiation. 2) Analysis of wave propagation in vehicular environments to quantify and qualify propagation channel in the 5. 8 GHz frequency band. 3) Study of radar signal propagation. The goal is to develop a method for echo signal analysis of the radar prototype by modeling and simulating the antenna and different targets in road environments. 4) Evaluation of antenna integration and wave propagation at 24 GHz. We have presented a study of a second type of pre-crash radar currently under investigation.