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LES ANTENNES PATCH

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h b

on 26 May 2014

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Transcript of LES ANTENNES PATCH

Conception d’une antenne Patch Microstrip pour un réseau wifi
1 - généralités sur les antennes patch
Fonctionnement d'une antenne patch
C'est Quoi Une antenne Patch?
Ils sont caractérisées par : leur faible coût de réalisation et leur capacité d’intégration.



Les antennes patch est l'un des types des antennes les plus connues
Leur concept est apparu dans les années 50, mais le véritable développement ne s’est fait que dans les années 70.
Avantage des antennes patch
une possibilité defabrication simultanée du réseau d’alimentation et d’adaptation avec l’antenne.

Faible poids, et encombrement minimal.
Faible coût de production, et possibilité de production en masse
Polarisation linéaire et circulaire.
Les limites des antennes Patch
Puissance maximale de rayonnement est de 100W, alors une plus grande puissance d’alimentation provoque l’éclatement de l’antenne et de ses connexions

Bande étroite à cause des limitations physiques et géométriques et un faible gain arrivant jusqu’à 5 à 6 dB au maximum.
Rayonnement dans le demi-plan.
MERCI POUR VOTRE ATTENTION
Composantes des antennes patch
Choix des mesures
la fréquence de résonance est inversement proportionnelle aux dimensions, c.à.d. pour les hautes fréquences de travail la taille de l’antenne sera remarquablement réduite d’autant que sa largeur et sa longueur diminuent et inversement pour les fréquences faibles.
le calcul des dimensions d'une antenne patch, à savoir:la largeur, la longueur, ainsi que l’épaisseur du substrat, doit être effectué de telle façon que l’antenne résonne sur la fréquence désirée

Choix du substrat
en fait on choisit une permittivité à grandeur minime, parce que celle-ci favorise la radiation de la densité du flux magnétique vers l’extérieur du substrat ce qui est exigé par une antenne.

Pour ce qui concerne l’épaisseur du substrat, une grande épaisseur augmente la radiation de l’antenne, élimine les pertes par échauffement et en plus améliore la bande passante
Le choix du substrat prend en considération la valeur de la permittivité
Modélisation des antennes
• considérer l’antenne comme une cavité résonante, formée par le patch, le plan de masse et les 4 bords.

Deux modèles sont utilisés :
• considérer l’antenne comme une ligne de transmission ouverte à chacune de ses extrémités. Ces 2 discontinuités se comportent comme deux extrémités rayonnantes.
mécanisme de rayonnement
une onde électromagnétique va se propager sur cette ligne puis va rencontrer l’élément rayonnant de largeur plus grande que cette dernière, donc plus apte à rayonner.
Une distribution de charge va ainsi s’établir à l’interface Substrat/Plan de masse, sur et sous l’élément rayonnant ce qui va provoquer :
i. Une inversion de phase des composantes verticales du champ électrique sur la longueur de l’antenne.
ii. Des rayonnements qui sont en phase dans le plan de l’antenne et dus aux composantes horizontales des lignes de champ entourant l’élément imprimé.

iii. Une modélisation de l’antenne patch rectangulaire par une cavité à 4 mursmagnétiques (bords de la cavité) et 2 murs électriques (formés par les métallisations).

Conception
Il intègre des simulations, des visualisations et une interface automatisée facile à utiliser pour résoudre rapidement et de façon efficace les problèmes électromagnétiques.
HFSS (High Frequency Structure Simulator) est un outil performant à onde électromagnétique commercial qui fait la simulation du champ d’un modele arbitraires en 3D
Il est utilisé essentiellement pour les expérimentations et les études de systèmes fonctionnant en hautes fréquences
Outil de conception : FHSS
Etapes de conception:
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