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Fcolombe

Description

N° d’ordre : 3948 ANNÉE 2009

THÈSE / UNIVERSITÉ DE RENNES 1
sous le sceau de l’Université Européenne de Bretagne
pour le grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE RENNES 1
Mention : Electronique
Ecole doctorale MATISSE
présentée par
Mohamed Abdallah
préparée à l’unité de recherche (6164, IETR)
Institut d’Electronique et de télécommunications de Rennes
UFR « Structure et Propriétés da la matière »


Soutenance de thèse prévue à Rennes Contribution à
le 29 septembre 2009
devant le jury composé de : l’étude d’antennes
Jean-Marc LOPEZ miniatures Ingénieur CNES à Toulouse / examinateur
Smail TEDJINI
accordables sur une Professeur à l’université de Valence / rapporteur
Robert STARAJ
large bande pour Professeur à l’université de Sophia-Antipolis (Nice) /
rapporteur
terminaux mobiles Yann TOUTAIN
Ingénieur SATIMO à Brest / examinateur
en bande UHF Mohamed Himdi
Professeur à l’université de Rennes 1 / directeur de
thèse
Gilles Le Ray
Maître de conférence à l’université de Rennes 1 / co-
encadrant de thèse

Résumé

Les objectifs de ce travail concernent la conception et le développement d’antennes miniatures, passives ou
actives, fonctionnant sur une large bande de fréquence pour des applications mobiles. Ce travail est valorisé dans
deux projets : Mobim@ges et Tocha. Après un état de l’art sur les antennes miniatures en bande UHF, nous
avons opté pour des antennes imprimées multifilaires et plus spécifiquement pour des ...

Sujets

• Antenne de l'insecte
• Miniature
• Accès à Internet à haut débit
• Université de Rennes I
• Monopole de la violence
• Ingénieurs 2000

Informations

• Publié par: Cheyn
• Nombre de lectures: 299
• Langue: Français

Extrait

N° d’ordre : 3948

ANNÉE 2009

THÈSE / UNIVERSITÉ DE RENNES 1

sous le sceau de l’Université Européenne de Bretagne

pour le grade de

DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE RENNES 1

Mention : Electronique

Ecole doctorale MATISSE

présentée par

Mohamed Abdallah

préparée à l’unité de recherche (6164, IETR)

Institut d’Electronique et de télécommunications de Rennes

UFR « Structure et Propriétés da la matière »

Contribution à

l’étude d’antennes

miniatures

accordables sur une

large bande pour

terminaux mobiles

en bande UHF

Soutenance de thèse prévue à Rennes

le 29 septembre 2009

devant le jury composé de :

Jean-Marc LOPEZ

Ingénieur CNES à Toulouse /

examinateur

Smail TEDJINI

Professeur à l’université de Valence /

rapporteur

Robert STARAJ

Professeur à l’université de Sophia-Antipolis (Nice) /

rapporteur

Yann TOUTAIN

Ingénieur SATIMO à Brest /

examinateur

Mohamed Himdi

Professeur à l’université de Rennes 1 /

directeur de

thèse

Gilles Le Ray

Maître de conférence à l’université de Rennes 1 /

co-

encadrant de thèse

Résumé

Les objectifs de ce travail concernent la conception et le développement d’antennes miniatures, passives ou

actives, fonctionnant sur une large bande de fréquence pour des applications mobiles. Ce travail est valorisé dans

deux projets : Mobim@ges et Tocha. Après un état de l’art sur les antennes miniatures en bande UHF, nous

avons opté pour des antennes imprimées multifilaires et plus spécifiquement pour des antennes monopoles demi-

boucles alimentées par couplage électromagnétique. Nous présentons une étude du fonctionnement de l’antenne

boucle avec ce mode d’excitation qui amène une amélioration sensible de la bande passante de la nouvelle

antenne (appelée MCLA) et laisse envisager l’association de composants actifs.

L’emplacement réservé à l’antenne dans les terminaux mobiles étant restreint, plusieurs techniques de

réduction de taille de l’antenne (association avec une ou plusieurs inductances ou avec un substrat à haute

permittivité, changement de largeur sur les brins de l’antenne) sont présentées. Toutes ces techniques ont été

combinées pour réduire au maximum les dimensions de l’antenne. La courbure du monopole et une modification

du comportement de l’antenne lorsque celle-ci est chargée par une inductance très élevée ont permis de rendre le

rayonnement quasi unidirectionnel au dessus du plan de masse.

Enfin, puisque la miniaturisation de la MCLA tend à réduire sa bande passante, ce travail décrit plusieurs

antennes MCLA accordables en fréquence grâce à des diodes varactor. Cette technique autorise alors l’utilisation

de ce type d’antenne sur de très large bande de fréquences (de l’ordre de 40% autour de 580 MHz dans notre

cas).

Mots clés : Antennes large bande, antennes miniatures, rayonnement quasi unidirectionnel, couplage

électromagnétique, antennes demi-boucle, antennes accordables en fréquence, diodes varactor.

Abstract

The objectives of this work concern the conception and the development of miniature, passive or active

antennas, working on a wide frequency band for mobile applications. This work has been included in two

projects: Mobim@ges and Tocha. After a state of the art on the miniature antennas in the UHF band, we decided

to use wire printed antennas and more specifically half-loop antennas fed by electromagnetic coupling. We

present a study of the antenna loop with this kind of feeding which brings a significant improvement of the

bandwidth of the new antenna (called MCLA) and lets envisage the association of active components.

Regarding the small volume for an antenna expected in mobile terminals application, several techniques of

size reduction of the antenna are presented (using inductances or high permittivity substrate, step in width). All

these techniques were combined to reduce the dimensions of the antenna. The curvature of the monopole and a

behaviour modification of the antenna when this one is loaded with a very high inductance bring an

unidirectional radiation above the ground plane.

Finally, because the miniaturization of the MCLA tends to reduce its bandwidth, this work describes several

frequency-tuneable MCLA thanks to varactor diodes. This technique authorizes the use of this kind of antenna

on very wide frequency band (40 % around 580 MHz in our case).

Keywords:

miniature

antennas,

quasi

unidirectional

radiation

pattern,

electromagnetic

coupling,

half-loop antenna, broadband antenna, frequency-tuneable antenna, varactor diodes.