Nouvelle topologie d'antennes multi-bandes pour applications spatiales

A novel topology of multiband antennas for space applications

• Auteur / Autrice : Sami Hebib
• Direction : Hervé Aubert, Olivier Pascal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Commutation (électricité)

Antennes (électronique)

Systèmes de télécommunications à large bande

Mots clés libres

Antennes multi-bandes

Antenne pyramidale

Trappes

Interrupteurs RF

Guide d'onde sous coupure

Circuit d'alimentation multi-bande

Diversité de polarisation

Radionavigation

Télémesure

Résumé

L'intérêt pour les antennes multi-bandes ne fait que croître, en particulier dans le but de réduire le nombre d'antennes bord et sol en associant plusieurs applications sur une même antenne. La plupart des antennes multi-bandes publiées dans la littérature présentent des fréquences de fonctionnement corrélées et par conséquent les rapports entre ces fréquences ne sont pas indépendants et aisément contrôlables. De plus, aux différentes fréquences de fonctionnement, les diagrammes de rayonnement de ces antennes sont souvent peu semblables et difficilement modifiables. Dans ce contexte, une nouvelle topologie d'antennes multi-bandes possédant des rapports de fréquences de résonance indépendants et aisément ajustables est proposée. Le dimensionnement simple des éléments rayonnants de cette antenne lui confère l'avantage d'être flexible, c'est à dire qu'elle peut être facilement modifiée pour satisfaire d'autres applications ou bandes de fréquences. L'antenne est constituée de quatre éléments rayonnants identiques imprimés sur les quatre faces d'une pyramide. Le fonctionnement multi-bande (ou reconfigurable) de l'antenne est obtenu à l'aide de trappes (ou d'interrupteurs radiofréquences (RF)). Le chargement original de l'antenne pyramidale par un guide d'onde sous coupure a permis la réduction voire le contrôle du rayonnement arrière. L'antenne rayonne une polarisation circulaire ou linéaire en fonction des différentes amplitudes et phases qui alimentent les quatre éléments. . .

There is a constant rise of interest for multiband antennas, mainly driven by the objective of reducing the number of on-board and ground antennas by integrating several applications on a single radiating element. Most of the proposed multiband antennas in the literature exhibit correlated operating frequencies. Consequently, the ratios between these operating frequencies are not independent and therefore not easy to monitor. Moreover, at different operating frequencies, the radiation patterns of these antennas are not much similar and are difficult to control. In this work, an original multiband antenna topology with independent and easily adjustable operating frequency ratios is proposed. The simple design of the radiating elements of this antenna leads to a flexible concept, that is, the antenna can be easily adjusted in order to fulfill other frequency requirements. The proposed antenna is composed of four identical radiating elements printed on the four sides of a pyramid. The multiband (or reconfigurable) behaviour of the antenna is obtained with trap-loads (or Radio-Frequency (RF) switches). The ground plane of the antenna is loaded with a cut-off waveguide: this original configuration allows to minimize, or even to monitor the antenna rear radiation. . .