Après une description des exemples de commutations de faisceau selon différentes techniques, cette section vise a présenté les principaux avantages et inconvénients de chacune des techniques présentées. Ceux-ci sont synthétisés dans le Tableau 2.1.
Tableau 2. 1: Synthèse des avantages et inconvénients des différentes méthodes de commutation du diagramme de rayonnement
Technique de dépointage Avantages Inconvénient
Dispositifs Electroniques ➢ Poids léger ➢ Faible épaisseur ➢ Niveau de gain pratiquement constant ➢ Implémentation compliquée
➢ Forte perte d’insertion des composants électroniques ➢ Efficacité faible
➢ Coût élevé ➢ Couverture
Chapitre 2 : Etat de l’art 57 Réseau d’alimentation commutable ➢ Contrôler la pondération en amplitude et en phase de chaque élément du réseau ➢ Maîtriser la direction de
l'onde émise et la forme du faisceau
➢ Fort couplage
➢ Complexité de la mise en œuvre du circuit d'alimentation
➢ Les pertes induites et insertions
➢ Couverture
unidimensionnelle avec des zone blanches entre les faisceaux
Réseau d’antennes Réflecteur
➢ Possibilité de les déployer en orbite
➢ Faible perte de dissipation grâce à une simple utilisation d'une source primaire unique illuminant le réflecteur
➢ Facilité de fabrication même pour des fréquences millimétriques
➢ La focalisation du faisceau assurée par le réflecteur
➢ Réflexions incontrôlables de la puissance à certains angles d’incidence ➢ Poids de l'antenne et le dépointage mécanique de l'antenne ➢ Très faible couverture du faisceau à mi- puissance ➢ Encombrement
Matrice de Butler
➢ Facilité de commutation du faisceau dans une direction avec aucun ajustement nécessaire
➢ Simple conception de la matrice grâce à la symétrie des hybrides et déphaseurs ➢ Chevauchements des faisceaux ➢ Faisceaux orthogonaux ➢ Interconnexion très complexe (plusieurs croisements sont nécessaires) pour un réseau à grand nombre d’éléments rayonnants
➢ Pas de pondérations d’amplitude
➢ Nombre de faisceaux limité dans un seul plan
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➢ Matrice imprimée sur le même substrat avec le réseau d’antennes ce qui facilite leur connexion ➢ Bas coût
avec un niveau de lobes secondaires assez important ➢ La largeur et l'angle du faisceau dépendent de la fréquence Lentille de Rotman ➢ Faible coût ➢ Fabrication facile ➢ Stabilité en fréquence
➢ Couplage entre les ports et très difficile à contrôler ➢ Bande passante étroite ➢ Nombre limité de
faisceaux avec un manque de précision
➢ Grande taille
➢ Pas de couverture dans les deux plans car il y’ a une inexistence des faisceaux orthogonaux
➢ Zone blanche à mi- puissance entre deux faisceaux Réseau phasé ➢ Très directive ➢ Balayage sectoriel ➢ Couvertures multifaisceaux
➢ Très faible niveau de lobes secondaires
➢ Coûts plus élevés
➢ Couverture est limitée dans un seul plan
➢ Zone blanche à mi- puissance entre deux faisceaux
➢ La vitesse de calcul de la pondération
amplitude/phase devient difficile
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V. Conclusion
Dans ce second chapitre, nous avons passé en revue les réseaux d’antennes, et les différentes techniques pour les rendre commutables en diagrammes de rayonnement. Dans la première partie du chapitre, nous avons étudié les différentes catégories de réseau d’antennes en nous intéressant aux plus classiques utilisés dans les systèmes de communications. Une des caractéristiques très importante des réseaux d’antennes est son facteur de réseau. Ce type d’antennes représente une génération d’antennes qui va être utilisée dans la bande de fréquence millimétrique. Cette faible longueur d’onde entrainera facilement une multiplication des éléments rayonnants dans une petite surface. Pour une augmentation du nombre d’éléments rayonnants, le facteur réseau deviendra plus important et la structure sera plus directive. Le challenge consiste à maximiser ce facteur réseau avec une flexibilité du faisceau dans une large zone afin d’optimiser les performances dans le cas des Small Cells, pour répondre efficacement aux exigences de couverture et latence mais surtout ceux liés à l’efficacité énergétique dans les milieux à forte concentration. Dans la seconde partie du chapitre, nous avons présenté les différentes techniques les plus répandues pour permettre à un réseau d’antennes de se doter d’une capacité de reconfigurer son diagramme de rayonnement. Celles-ci sont basées sur le contrôle de la distribution de la densité de courant surfacique de l’antenne. De cette étude, il ressort que la technique de l’utilisation des dispositifs électroniques permet la reconfiguration du diagramme de rayonnement avec une perte d’insertion des composants (diodes pin, switch...). La technique de la matrice de Butler et celle de la lentille de Rotman offrent une reconfiguration avec des structures simples moins énergivores. La technique des réseaux phasés qui est la plus utilisée au cours de ces dernières décennies offre des performances intéressantes mais nécessite beaucoup d’énergie avec un algorithme sophistiqué pour la gestion des pondérations en amplitude et en phase de chaque élément dans chaque état de dépointage. Au vu de tout cela, le choix de la méthode de reconfiguration du diagramme dans les deux plans orthogonaux du réseau semble prépondérant. Avant de s’attaquer à la conception d’un réseau d’antennes à faisceau commutable dans les deux plans orthogonaux, nous allons proposer dans le chapitre suivant une étude d’une antenne à un seul élément rayonnant reconfigurable en diagramme de rayonnement avec diversité de polarisation.
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