mini projet

1. Plan de presentation
I. L’objectif
II. Partie théorique
III. Partie pratique
IV. Conclusion
01

2. L’objectif
🠶 Réaliser une antenne directive à encombrement réduit en épaisseur, comparée aux
antennes paraboliques classiques.
🠶 Exploiter les propriétés des structures à bande interdite électromagnétique (EBG) pour
améliorer les performances et la miniaturisation de l'antenne.
🠶 Adapter la fréquence, le gain et la bande de fonctionnement de l'antenne en fonction des
besoins du système.
🠶 Utiliser une méthode de conception simple et efficace basée sur le calcul formel et
l'identification des mécanismes de rayonnement.
02

3. LignedeT
ransmission
൞
𝑣 𝑙 = 𝑉+𝑒𝛾𝑙 1 + Γ𝐿𝑒−2𝛾𝑙
𝑖 𝑙 =
𝑉+
𝑍𝐵
𝑒𝛾𝑙 1 − Γ𝐿𝑒−2𝛾𝑙
𝑍 𝑙
𝑣 𝑙
=
𝑖(𝑙)
= 𝑍𝐵
1 + Γ𝐿𝑒−2𝛾𝑙
𝐿
1 − Γ 𝑒−2𝛾𝑙
𝐿
𝑍𝐿 − 𝑍𝐵
Γ =
𝑍𝐿 + 𝑍𝐵
La tension et le courant en un point de la ligne est :
L’impédance en ce point à pour valeur :
Le coefficient de réflexion à la charge est :
Partie théorique :
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4. 𝑖
𝑛
𝑍 = 𝑍
𝑍𝐿 + 𝑍𝐵
1 + 𝑍𝐿 − 𝑍𝐵 𝑒−2𝛾𝑙
𝑍𝐿 + 𝑍𝐵
𝐵 𝑍𝐿 − 𝑍𝐵
1 − 𝑒−2𝛾𝑙
𝑍𝐿 + 𝑍𝐵 + (𝑍𝐿−𝑍𝐵)𝑒−2𝛾𝑙
𝑍𝑖𝑛 = 𝑍𝐵
𝑍𝐿 + 𝑍𝐵 − (𝑍𝐿−𝑍𝐵)𝑒−2𝛾𝑙
𝑍𝐿 1 + 𝑒−2𝛾𝑙
+ 𝑍𝐵(1 − 𝑒−2𝛾𝑙)
𝑍𝑖𝑛 = 𝑍𝐵
𝑍𝐿 1 − 𝑒−2𝛾𝑙
𝐵
+ 𝑍 (1 + 𝑒−2𝛾𝑙)
04
LignedeT
ransmission
En faisant un calcul simple :
Partie théorique :

5. 𝑖𝑛 𝐵
𝑍𝐿 + 𝑍𝐵tanh(𝛾𝑙)
𝑍 = 𝑍
𝐵 𝐿
𝑍 + 𝑍 tanh(𝛾𝑙)
L’impédance en un point de la ligne est :
Cette équation implique que la ligne de transmission transforme l’impédance de la charge
à une autre valeur ( en n’importe quel autre emplacement de la ligne ).
𝑍𝑖𝑛 = 𝑍𝐵
𝑍𝐿 + 𝑍𝐵
(1 − 𝑒−2𝛾𝑙)
1 + 𝑒−2𝛾𝑙
𝑍𝐿
1 − 𝑒−2𝛾𝑙
1 + 𝑒−2𝛾𝑙 + 𝑍𝐵
𝑒𝛼 − 𝑒−𝛼 1 − 𝑒−2𝛼
tanh𝛼 =
𝑒𝛼 + 𝑒−𝛼 =
1 + 𝑒−2𝛼
Avec :
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LignedeT
ransmission
Partie théorique :

6. L’impédance de la charge pour une ligne court-circuitée :
𝑆𝐶
𝑍𝑖𝑛 ቚ = 𝑍𝐵 tanh𝛼𝑙
𝑍𝑖
𝑛
ቚ
𝑆𝐶
𝑍𝐿 = 0
𝑍𝑖
𝑛
ቚ
𝑆𝐶
= 𝑍𝐵
tanh 𝛼𝑙 + 𝑗 tan(𝛽𝑙)
1 + 𝑗 tanh 𝛼𝑙 + tan(𝛽𝑙)
Et on sait que :
𝑛𝜋
𝛽𝑙 =
2 𝑔
Et : 𝑙 = 𝑛 𝜆 Τ4
Donc :
tanh 𝑎 + 𝑗𝑏
tanh 𝑎𝑙 + 𝑗 tan(𝑏𝑙)
=
1 + 𝑗 tanh 𝑎𝑙 + tan(𝑏𝑙)
= 𝑍𝐵 tanh 𝛾𝑙 = 𝑍𝐵 tanh(𝛼 + 𝑗𝛽)𝑙 Avec :
06
LignedeT
ransmission
• Ligne terminée par un court-circuit (SC) :
Partie théorique :

7. L’impédance de la charge pour une ligne ouverte : 𝑍𝐿 = ∞
𝑂𝐶
𝑍𝑖
𝑛
ቚ = 𝑍𝑐
𝐿
𝑍 (1 +
𝑍𝑐
𝑍𝐿
tanh𝛾𝑙)
𝑍
𝑍𝐿
𝑍𝐿( 𝑐 + tanh𝛾𝑙)
1
= 𝑍𝑐
tanh𝛾𝑙
𝑖𝑛
𝑂𝐶
𝑍 ቚ = 𝑍
1
𝑐
tanh(𝛼 + 𝑗𝛽)𝑙
= 𝑍
1
𝑐 tanh 𝛼𝑙 + 𝑗 tan(𝛽𝑙)
1 + 𝑗 tanh 𝛼𝑙 + tan(𝛽𝑙)
𝑍𝑖
𝑛
ቚ
𝑂𝐶
= 𝑍𝑐
1 + 𝑗 tanh 𝛼𝑙 tan(𝛽𝑙)
tanh 𝛼𝑙 + 𝑗 tan(𝛽𝑙)
Finalement :
07
LignedeT
ransmission
• Ligne terminée par un circuit ouvert (OC) :
Partie théorique :

8. Partie pratique :
- Pour le tableau III on a l’étude paramétrique sur Gr et Ș du SC SE-EBG-RA2-cellules :
On commencer par la figure (a) dans tableau III :
Le résonateur diélectrique est de forme rectangulaire de largeur W = 46 mm, de longueur L= 46
mm de la hauteur h = 1 mm, et la constante diélectriqueAlumina eps_r =9.9.Avec la frequence f= 3.84
GHz, avec un match de largeur Wp=7.1 mm , de longueur Lp=d=7.2 mm.
• Pour les deux figures suivants :
08

9. • Déclaration de la liste des paramètres :
• Démarrage de la simulation :
09 Partie pratique :

10. • Coefficient de réflexion S11:
• Représentation graphique du diagramme du rayonnement :
Plan H:
10 Partie pratique :

11. Plan E:
11 Partie pratique :

12. Pour la figure (b) dans tableau III :
Le résonateur diélectrique est de forme rectangulaire de largeur W = 20 mm, de longueur L= 22.17 mm de la
hauteur h = 1 mm, et la constante diélectrique Alumina eps_r =9.9. Avec la frequence f= 3.84 GHz, avec un match
de largeur Wp=7.1 mm , de longueur Lp=d=7.2 mm.
• Déclaration de la liste des paramètres :
12 Partie pratique :

13. • Après la démarrage de la simulation :
• Coefficient de réflexion S11:
13 Partie pratique :

14. • Représentation graphique du diagramme du rayonnement :
Plan H :
Plan E :
14 Partie pratique :

15. • Pour les deux figures suivants :
- Pour le tableau IV on a l’étude paramétrique sur Gr et Ș du OC SE-EBG-RA5-cellules :
On commencer par la figure (a) dans tableau IV :
Le résonateur diélectrique est de forme rectangulaire de largeur W =30 mm, de longueur
L= 47mm de la hauteur h = 1 mm, et la constante diélectriqueAlumina eps_r =9.9.Avec la frequence
f= 3.84 GHz, avec un match de largeur Wp=12.17 mm , de longueur Lp=d=18.25 mm.
16 Partie pratique :

16. • Déclaration de la liste des paramètres :
• Après la démarrage de la simulation :
17 Partie pratique :

17. • Coefficient de réflexion S11 :
18 Partie pratique :

18. • Représentation graphique du diagramme du rayonnement :
Plan H:
Plan E:
19 Partie pratique :

19. • Les résultats de coefficient de réflexion S11 après l’opptimisation :
On commencer par 1ere figure (b) dans table IV :
Le résonateur diélectrique est de forme rectangulaire de largeur W = mm, de longueur L= mm
de la hauteur h = 1 mm, et la constante diélectriqueAlumina eps_r =9.9.Avec la frequence f= 3.84
GHz, avec un match de largeur Wp=12.17 mm , de longueur Lp=d=18.25 mm.
20 Partie pratique :

20. • Déclaration de la liste des paramètres :
• Après la démarrage de la simulation :
21 Partie pratique :

21. • Coefficient de réflexion S11:
• Représentation graphique du diagramme du rayonnement :
Plan H:
22 Partie pratique :

22. Plan E :
• Les résultats de coefficient de réflexion S11 après l’optimisation :
23 Partie pratique :

23. Conclusion:
Les antennes à résonateur EBG (Electromagnetic Band Gap) courts et
ouverts offrent plusieurs avantages, notamment une faible profile, une
meilleure isolation et une meilleure directivité. Elles sont efficaces pour les
applications nécessitant une large bande passante et une réjection des signaux
parasites. Cependant, leur conception et leur mise en œuvre peuvent être plus
complexes que les antennes conventionnelles. En conclusion, les antennes à
résonateur EBG courts et ouverts sont des options prometteuses pour
certaines applications spécifiques, mais leur utilisation nécessite une expertise
approfondie en conception d'antennes et en électromagnétisme.
24

24. Merci pour votre
attentions