Etude des méta- matériaux pour antennes intégrées soumises à des perturbations électromagnétiques

Abstract

Les surfaces haute impédance (SHI) sont une classe de méta matériaux avec des propriétés électromagnétiques uniques. L’objectif de cette thèse est de considérer l’antenne « sabre » en remplaçant le plan de masse conducteur PEC par une structure SHI qui présente de nouvelles propriétés électromagnétiques. Dans une certaine bande de fréquences, la structure réfléchit une onde incidente en phase et les courants image sont dans de même sens que les courants réels dans l’antenne. C’est pour cette raison qu’on l’appelle conducteur magnétique artificiel (CMA). De plus, elle supprime la propagation des ondes de surface. Ce travail montre l’importance des méta matériaux dans la conception d’antenne compacte. Nous présentons pour la première fois la conception, l’optimisation et la réalisation de l’antenne « type sabre » sur méta matériau. Nous avons utilisé comme plan réflecteur en phase, une surface haute impédance (SHI) formée d’une double couche de cellules champignons de « type Sievenpiper » carrées décalées. Ce méta matériau a été dimensionné pour fonctionner en bande L. Nous l’avons caractérisé en déterminant numériquement la phase de son coefficient de réflexion et son coefficient de transmission. Cette topologie choisie permet de contrôler simultanément la fréquence centrale et la largeur de bande utile pour une compacité optimum. L’antenne monopôle conçue admet une hauteur totale inférieure à.0 / 36, une largeur de bande de 24% et un gain maximum de 8.5 dB. L’antenne « type sabre » est une antenne réseau formée de deux monopôles à polarisation verticale, placés de part et d’autre d’un matériau composite sur la dérive d’un avion. Elle a été conçue, caractérisée expérimentalement, modélisée numériquement sur CST MWS. Les mesures et les simulations numériques sont en bon accord. Les résultats montrent qu’elle garde les propriétés principales (fréquence de résonance et largeur de bande) de l’antenne monopôle élément la constituant. Elle est omnidirectionnelle et présente un gain maximum à 1.4 GHz.