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RÉSUMÉ
Une antenne imprimée est constituée d’une métallisation de forme géométrique appropriée, déposée sur une face d’un substrat diélectrique tandis que l’autre face est métallisée. L’antenne de base consiste en une métallisation partielle de forme simple pour l’élément rayonnant et une métallisation complète pour la partie inférieure du substrat. Aujourd’hui, on trouve des structures avec des motifs plus élaborés. C’est cette métallisation qui détermine toutes les spécificités de l’antenne c’est-à-dire ses performances et son type de fonctionnement.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Cyril LUXEY : Maître de conférences à l’Université de Nice-Sophia Antipolis Laboratoire d’Électronique, Antennes et Télécommunications, LEAT-CNRS UMR 6071
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Robert STARAJ : Professeur des Universités à l’Université de Nice-Sophia Antipolis Laboratoire d’Électronique, Antennes et Télécommunications, LEAT-CNRS UMR 6071
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Georges KOSSIAVAS : Professeur des Universités à l’Université de Nice-Sophia Antipolis Laboratoire d’Électronique, Antennes et Télécommunications, LEAT-CNRS UMR 6071
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Albert PAPIERNIK : Professeur à l’Université de Nice-Sophia Antipolis Laboratoire d’Électronique, Antennes et Télécommunications, LEAT-CNRS UMR 6071
INTRODUCTION
Dans ce dossier, nous nous proposons d’énoncer les principes de bases nécessaires à la conception d’antennes imprimées. Nous décrivons notamment les technologies, les principes de fonctionnement, les géométries ainsi que les techniques d’alimentations les plus courantes. Des modélisations analytique et numérique permettent la conception de ces antennes.
Dans un second dossier Antennes imprimées- Techniques et domaines d’applications, nous décrirons comment améliorer les caractéristiques radioélectriques d’un élément, la miniaturisation et les principales applications de ces éléments rayonnants.
Pour plus de détails sur la théorie des antennes, le lecteur peut également consulter dans le traité Électronique :
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Antennes- Bases et principes« Antennes. Bases et principes » ;
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Antennes- Différents types« Antennes. Différents types » ;
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Antennes- Techniques « Antennes. Techniques » ;
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Antennes- Éléments connexes « Antennes. Éléments connexes ;
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Antennes actives- Principes de conception « Antennes actives. Principes de conception » ;
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Antennes actives- Dimensionnement « Antennes actives. Dimensionnement » ;
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Antennes à fentes « Antennes à fentes ».
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VERSIONS
- Version archivée 1 de sept. 1991 par Patrick ALDEBERT
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Procédure de conception d’un patch rectangulaireArticle inclus dans l'offre
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2. Notions de base
2.1 Principe de fonctionnement
On peut recenser principalement deux classes de structures : antennes imprimées à ondes progressives et antennes imprimées résonantes. Leur fonctionnement diffère sensiblement et il est difficile de les décrire sans se référer à leur moyen d’alimentation et aux diverses méthodes qui permettent de les analyser 2.2.
Pour les antennes à ondes progressives, une approche consiste à considérer que ce sont les courants surfaciques sur l’élément rayonnant (ou les parties métalliques associées) qui rayonnent. Ces antennes sont décrites dans le dossier Antennes imprimées- Techniques et domaines d’applications.
Pour expliquer le fonctionnement d’une antenne imprimée ou planaire résonnante, une approche similaire consiste à considérer que ce sont à la fois les courants surfaciques sur le patch et le plan de masse qui rayonnent. Une deuxième méthode consiste à voir le patch comme une ligne microruban tronquée à ses extrémités. Le générateur est équivalent à une source de courant qui va générer un champ électrique dans la cavité. Le patch agit comme une capacité qui va stocker le champ : c’est le modèle de la cavité (4 murs latéraux magnétiques et 2 murs horizontaux électriques). Le rayonnement existe à cause de la fuite du champ électrique qui existe entre les bords du patch et le plan de masse. Si la longueur du patch L est approximativement égale à la moitié de la longueur d’onde dans le diélectrique λg /2, cette longueur est résonante et l’on obtient un transfert de puissance...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DESCHAMPS (G.A.) - Microstrip Microwave Antennas. - 3rd USAF Symposium on Antennas (1953).
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(2) - GUTTON (H.), BOISSINOT (G.) - Aérien incorporable pour engins mobiles. - Brevets FR 1123769, 27 sept. 1956.
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(3) - HOWELL (J.Q.) - Microstrip Antennas. - AP-S Int. Symposium, p. 177-180 (1972).
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(4) - HOWELL (J.Q.) - Microstrip Antennas. - IEEE Transaction on Antennas and Propagation, vol. 23, Issue 1, p. 90-93, janv. 1975.
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(5) - MUNSON (R.E.), KRUTSINGER (J.K.) - Single Slot Cavity Antennas Assembly. - US Patent No 3713162, 23 janv. 1973.
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(6) - MUNSON (R.E.) - Conformal Microstrip Antennas and Microstrip Phased Arrays. - IEEE Transaction on Antennas and Propagation, vol. AP 22, p. 74-78 (1974).
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