Conception d’antennes métallo-diélectriques par optimisation globale basée sur le couplage entre la méthode FDTD et les algorithmes génétiques : étude de configurations 2D et à symétrie de révolution en bande millimétrique

Synthesis of metal-dielectric antennas by using a global optimization based on the combination between the FDTD method and genetic algorithms : studies of 2D and boy-of-revolution configurations at millimeter waves

• Auteur / Autrice : Anthony Rolland
• Direction : M'hamed Drissi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement du signal et télécommunications
• Date : Soutenance en 2009
• 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)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Antennes à lentille

Ondes millimétriques

Différences finies

Algorithmes génétiques

Optimisation mathématique

Résumé

D’innombrables applications dans le secteur des radio- et télé-communications (assistance à la conduite automobile, communications par satellites,…) nécessitent sans cesse le développement et la conception de nouveaux systèmes antennaires répondant à des spécifications et des contraintes propres. Pour faire face à ces besoins et demandes, il est nécessaire de se doter d’outils numériques avancés dédiés à la conception et à l’optimisation électromagnétique. Dans ce cadre, les travaux de cette thèse ont été consacrés au développement d’outils numériques de synthèse globale basés sur le couplage entre la méthode FDTD et des algorithmes génétiques. Des noyaux de calcul FDTD en 2D et en coordonnées cylindriques (BoR-FDTD) ont été développés et couplés à un algorithme génétique mono-objectif afin de synthétiser et d’optimiser des structures métallo-diélectriques (lentilles intégrées, cornets rayonnants, …) en 2D et à symétrie de révolution.

Many applications in radio and telecommunication domain, such as automotive radars and satellite communications, require the development and conception of new antenna systems responding to specific requirements. To cope with these needs and demands, it is necessary to develop advanced numerical tools (CAD tools) for the electromagnetic analysis and optimization. In this frame, the present thesis has been dedicated to the development of full-wave numerical tools based on a combination between the FDTD method and genetic algorithms. Two FDTD analysis kernels have been developed (in 2-D and in cylindrical coordinates – BoR-FDTD) and then combined with a single-objective genetic algorithm in order to analysis and synthesize 2-D and body-of-revolution radiating structures made of metallic and/or dielectric materials (integrated lens antennas, corrected-lens horns, …).