Recherche Avancée

Thèse soutenue

Conception d'un matériau transparent et conducteur efficace : application aux antennes-panneaux transparentes pour les réseaux radio cellulaires mobiles

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Auteur / Autrice : Julien Hautcoeur
Direction : Mohamed Himdi
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Traitement du signal et télécommunications
Date : Soutenance en 2011
Etablissement(s) : Rennes 1
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes)
Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Résumé

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Une synthèse bibliographique des différents matériaux transparents et conducteurs est présentée. L’analyse des performances hyperfréquences des antennes conçues et réalisées à partir de ces matériaux met en évidence la présence de pertes ohmiques et/ou de pertes par effet de peau rédhibitoires à l’obtention de systèmes efficaces. A partir de ce constat, un nouveau matériau transparent et conducteur a été élaboré et caractérisé au Laboratoire. Il est constitué d’un maillage métallique argent/titane déposé en couche mince sur substrat de verre. La largeur des rubans métalliques (~10 µm) et le pas du maillage (~100 µm) utilisés sont situés en-deçà de l’acuité visuelle. Des valeurs de résistance par carré de l’ordre de 0,05 Ω/□ et de transparence optique supérieure à 80 % sont mesurées. L’évaluation radioélectrique du matériau maillé a permis l’établissement de règles de conception pour l’obtention de systèmes hyperfréquences transparents efficaces. Trois topologies antennaire ont été conçues, réalisées, mesurées et discutées : une antenne monopole losange (850 MHz), une antenne monopole filaire (2,05 GHz) et une antenne ultra-large bande (2,5 GHz – 5,4 GHz). L’utilisation du matériau maillé a permis de limiter les pertes ohmiques et les pertes par effet de peau, démontrant ainsi son intérêt dans la réalisation de systèmes hyperfréquences transparents efficaces. Enfin, il est proposé un motif antennaire original respectant les spécifications des stations de base des réseaux cellulaires UMTS 2100. Un prototype d’antenne source transparente de grandes dimensions (30×30 cm2) a été réalisé. Une antenne réseau de 8 sources rayonnantes a enfin été conçue, simulée, et présentée.