Simulation d’antennes sous CST (Computer Simulation Technology)

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Date

2014

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Publisher

Université Mouloud Mammeri

Abstract

L’antenne est un élément important de la chaine de transmission de l’information. Elle utilise en général l’air comme support de transmission. L’appellation « aérien » est alors justifiée. Le rayonnement électromagnétique d’une antenne est régi par les équations de Maxwell. Il dépend de sa structure, de ses dimensions géométriques, de l’excitation ou des conditions aux limites de façon générale. De son rayonnement électromagnétique dans la zone en champ lointain sont déduites toutes les caractéristiques de l’antenne. Les principales sont le gain et l’impédance d’entrée. La première nous renseigne sur la répartition de l’énergie électromagnétique dans les différentes directions de l’espace. La seconde est d’une importance capitale pour l’établissement de son adaptation à l’excitation. Ils existent des solutions analytiques aux équations de Maxwell basées sur des approximations justifiées. Elles sont néanmoins obtenues pour des structures relativement simples telles que les dipôles, monopoles, les antennes patchs et les antennes a ouvertures rayonnantes. Aujourd’hui les antennes ne sont pas de structures simples, elles sont de formes complexes. Il est difficile voire impossible de résoudre analytiquement le problème. Le développement des moyens numériques est d’un grand secours et un atout pour le concepteur d’antennes. Avec les méthodes numériques actuelles, les antennes de formes quelconques et de constituants arbitraires peuvent être considérées. Les étapes de fabrications de prototype et de mesure sont remplacées par des simulations permettant aussi la réduction du temps de conception et donc de prix de revient. Les principales méthodes numériques utilisées pour la conception d’antennes sont la méthode des moments(MoM), la méthode des éléments finis(FEM) et la méthode des différences finies dans le domaine temporel FDTD. La méthode des moments résout l’équation intégrale solution des équations de Maxwell dans le domaine fréquentiel. Elle est indiquée pour des structures conductrices. Elle est implantée dans le logiciel IE3D de zeland. La méthode des éléments finis travaille aussi dans le domaine fréquentiel. Elle est idéale pour des structures à faibles pertes de type résonnant. C’est ce qu’utilise le simulateur HFSS d’ansoft tandis que celui de la société Speag en l’occurrence le SEMCAD-X est basé sur la méthode FDTD. Cette dernière résout les équations de Maxwell écrite sous forme locale tandis que le simulateur microwave studio de la compagnie « Computer Simulation Technology »(CST) les résout sous leurs forme intégrale. Cette dernière technique est appelée technique des intégrale finies (FiniteIntegral Technique) FIT et peut être donc considérée comme une généralisation puissante de la méthode FDTD. Notre travail consiste en la maitrise du simulateur CST et son application aux antennes. Le premier chapitre est consacré à sa présentation où nous décrirons ses principales fonctionnalités telles que la zone de modélisation, la liste des paramètres, la fenêtre des messages ainsi que l’arbre de navigation. Dans le deuxième chapitre, qui constitue l’essentiel de notre travail, nous simulerons quelques antennes fondamentales telles que le dipôle, le monopole, l’antenne patch et l’antenne cornet. Nous évaluerons notre degré de maitrise du CST en comparant nos résultats issus davec ceux de la littérature en considérant le cas particulier de l’antenne patch triangulaire munie de fentes [3] et de l’antenne dipôle demi-onde Enfin dans le troisième chapitre nous allons présenter l’antenne conçue qui est une antenne patch alimentée par micro ruban. Nous effectuerons une comparaison entre les résultats de mesure et de simulation. Nous étudierons aussi l’antenne patch existante au laboratoire. Nous terminerons par une conclusion génrale.

Description

138 f. : ill. ; 30 cm. (+ CD-Rom)

Keywords

CST

Citation

Reseaux Et Telecommunications