la détermination des paramètres de couplages n caractéristiques antennaires doivent être retrans fiable du phénomène de couplage, tout en con tif de cette thèse était la modélisation fin en particulier la mise en œuvre d'un m
s dans des réseaux à partir d'un formalisme ap étapes d'une telle mise en œuvre ont été dé
a commencé par rappeler le principe et les l de comprendre les enjeux de ce sujet de th tructure périodique (angles d'aveuglement et lo
u des approches de modélisation électroma i a permis de formuler les problématiques de timisation des temps de calcul soulevées p ie périodique de Floquet a été identifiée com vec une bonne précision. Cette approche telle q
ant quelques limitations.
is des travaux antérieurs sur l'étude des résea départ de l'analyse. Ce qui distingue notre er des conditions aux limites périodiques per s (rayonnées ou non) dans le calcul. De plus
large bande, ce qui présente une avancée pa
! E ET
s nécessite une approche anscrites fidèlement pour onservant un volume de fine de grands réseaux modèle d'analyse des applicable à des réseaux décrites dans les quatre
limitations des réseaux thèse. Les phénomènes lobes de réseaux) ont été agnétique des réseaux e la prise en compte des par l'utilisation de ces mme un bon moyen de e qu'elle est utilisée dans
eaux périodiques infinis re travail de ceux de la ermettant de prendre en lus, l'approche proposée par rapport aux travaux
La méthode proposée q d'antennes à partir des coeffic Plusieurs concepts fondament ont également été présentés.
Ensuite, cette méthod d'antennes à double toit. Cette (réseau 7x7 et 11x11) par com deux modèles se sont montrés
Ensuite, la méthode d couplages d'un panneau basé par la simulation "full-wave" d
Finalement, une métho
large bande d’une grille triang La méthode d’analyse expérimentalement dans le cha
Finalement, dans le de démontrer son potentiel dans d’évaluer l'impact des effets paramètres des conditions de pour la modélisation et synthè l'approche proposée a été utili 1024 éléments rayonnants. L constitue une alternative très approximatives ou trop consom
En résumé, le formal avantages dont les principaux Le premier est cer rayonnants considé types d'agencement Le second atout e
indépendant de la
e qui permet d'obtenir les paramètres de coupl ficients de réflexion actifs du réseau a été déta ntaux liés aux réseaux (modes de Floquet, dia
de a été exploitée pour l'extraction de la m te extraction a été numériquement validée pour omparaison avec des résultats issus de la simul és en très bonne adéquation quelle que soit la ta d'extraction a pu être appliquée à l'extract é sur une cellule à double polarisation puis v " d'un réseau de taille 7x7 (soit 98 ports). thode originale pour adapter le modèle de ré
ngulaire équilatérale a été développée et validé e proposée, validée numériquement dans le ch hapitre III.
dernier chapitre, la pertinence de la méthode ns des applications réelles. Deux cas ont ét ts de bords, ainsi que le choix du pas d'éc e périodicité. Dans le 1er cas, la méthode a é hèse d'une antenne à formateur de faisceaux ré ilisée pour la modélisation fidèle d'un réseau d Le bon accord des résultats a montré que s intéressante aux méthodes d’analyse classiq ommatrices de ressources.
alisme mis en œuvre au cours de cette thè x sont :
ertainement sa polyvalence, il est indépenda déré (mono-excitation ou multi-excitation) et nt du réseau (maille carrée, rectangulaire ou en
est sa généricité. En effet, l'effort de cal
la dimension du réseau fini. Cet effort réside
! plage d'un grand réseau étaillée dans ce chapitre. diagramme de cercles...)
matrice S d'un réseau ur deux tailles de réseau ulation "full-wave". Les taille du réseau.
action de la matrice de validée numériquement réseau infini à l'analyse idée numériquement.
chapitre II a été validée e proposée a permis de été traités, dans le but 'échantillonnage sur les été utilisée avec succès réduit. Dans le 2ème cas, d'antenne grand gain de e la méthode proposée iques, qui sont soit trop hèse, présente plusieurs dant du type d'éléments et il s'adapte à tous les encore triangulaire). calcul qu'il requiert est
pré-calcul des G))IJ.-K
seule fois pour une pour générer de fa réseau qui serait co Un autre avantage d de distribuer la sim bureau.
Ainsi, il est possible temps de calcul et des ressou
A la suite de ce travail, Une première perspec vraisemblances entre matrices Cela passe par une étude sta s'attendre par rapport au rés objectifs de synthèses. Ceci nombreuses applications.
Il serait aussi intéressa pseudo-périodiques qui pour phénomènes tels que les dire principe que pour le réseau à m 4 patchs disposés aléatoireme comportant 4 ports pour déterm
Dans les prochains moi du laboratoire et dans le cadre
IJ.-K
! L . Pour un type de cellule, ce ne gamme de fréquence. Nous avons montré q
façon précise la matrice de diffusion de n'im construit avec cette même cellule.
e de ce formalisme est que le format numérique imulation sur plusieurs (autant que disponible
e d'accéder à des modèles EM de très gran ources informatiques raisonnables.
il, des perspectives de travaux peuvent être pro pective réside dans une étude plus poussé es reconstruites et réelles, en fonction du type tatistique qui permettra de chiffrer les écarts éseau mesuré, suivant son nombre d'élémen ci permettrait de systématiser l'utilisation de ssant d'adapter ce formalisme pour l'analyse d
urraient apporter quelques degrés de libe irections aveugles ou les lobes de réseaux. à maille triangulaire, une cellule unitaire peut p ment sur le même substrat. L'objectif serait erminer les caractéristiques d'une macro-cellule ois, ces travaux seront aussi mis à profit dans l re de projets collaboratifs (programmes ANR).
! e calcul est réalisé une é qu'il peut être exploité 'importe quelle taille de ue du simulateur permet le) petits ordinateurs de
rands réseaux avec des
roposées.
sée sur les degrés de pe d'élément rayonnant. rts auxquels on pourrait ents et en fonction des de la méthode pour de des réseaux d'antennes ibertés pour gérer des . En utilisant le même t par exemple comporter it d'utiliser cette cellule
le périodisée.
s le cadre d'autres thèses ).
[1] « Cisco Belgique Homep [2] Y. ABDALLAH, « Effec Definition of a strategy o [3] J. MAUREL et al., « A présenté à Proceedings o Technologies, 2005, p. 34 [4] M. C. Viganò, G. Caill
synthesis technique for s Society International Sym [5] G. Toso, C. Mangenot, e Satellite Applications » Propagation, EuCAP 200 [6] A. Oueslati, « Nouveau c interéléments : Mise en 2015.
[7] H. J. Visser, Array and P [8] R. J. Mailloux, Phased Ar [9] R. J. Mailloux, Electronic [10] A. E. AHMAD, « Conce
en compte des couplage polarisation circulaire », [11] C. K. Ghosh, S. Biswas, Using Dumbbell-Shaped 123̻129, 2014.
[12] A. Hafiane, Étude du cou et extraction du modèle é [13] F. Linot, « Apport des S
compactes et d’antenne ParisTech, 2011.
[14] Benoit Lesur et al., « Applications – Accurate M [15] T. A. Milligan, Modern A [16] C. A. Balanis, Modern An [17] Y. Fu et N. Yuan, « Eli using electromagnetic ba 1, p. 63̻65, déc. 2004. [18] F. Yang et Y. Rahmat-S
gap (EBG) structures: a Antennas Propag., vol. 5
% &
BIBLIOGRAPHIE
epage », Cisco. https://www.cisco.com/c/fr_be/ fects of the mutual couplings on the EM prop
of design », thesis, Université de Limoges, 201 Alcatel space antennas : main achievements s of 28th ESA Antenna Workshop on Space 34̻38.
ille, G. Toso, C. Mangenot, et I. E. Lager, r satellite applications », in 2010 IEEE Anten ymposium, 2010, p. 1̻4.
, et A. G. Roederer, « Sparse and Thinned Arra
», in The Second European Conference
007, 2007, p. 1̻4.
concept simplifié d’antennes reconfigurables n œuvre d’un réseau hybride », phdthesis, U Phased Array Antenna Basics. John Wiley & S Array Antenna Handbook. Artech House, 2005 nically Scanned Arrays. Morgan & Claypool Pu ception d’antennes réseaux aux performances
ges inter-éléments : application à la formatio », Thèse, Université de Limoges.
as, et D. Mandal, « Study of Scan Blindness o ed Split-Ring DGS », Prog. Electromagn. ouplage d’antennes imprimées par la méthode électrique. Université de Marne-la-Vallée, 200 s Surfaces à Haute Impédance à la conceptio nes réseaux à très large bande passante » « A Large Antenna Array for Ka-band e Modelling and Experimental Characterization
Antenna Design. John Wiley & Sons, 2005. Antenna Handbook. Wiley, 2008.
limination of scan blindness in phased array bandgap materials », IEEE Antennas Wirel. Pr
Samii, « Microstrip antennas integrated with a low mutual coupling design for array applic . 51, no 10, p. 2936̻2946, oct. 2003.
! e/index.html.
operties of reflectarrays : 012.
nts and future trends », e Antenna Systems and r, « Sparse planar array tennas and Propagation rrays for Multiple Beam ce on Antennas and es utilisant les couplages Université de Limoges,
Sons, 2006. 05.
Publishers, 2007. s optimisées par la prise tion de faisceau et à la of Microstrip Array by . Res. M, vol. 39, p. de des différences finies 003.
tion d’antennes réseaux », phdthesis, Télécom d Satcom-on-the-Move ion ». IEEE.
ay of microstrip patches Propag. Lett., vol. 3, no th electromagnetic band-lications », IEEE Trans.
[19] Y. Yao, X. Wang, et Z (EBG) structure and its Propagation Society Inter [20] L. Yang, M. Fan, et Z. F application in microstrip Proceedings, 2005, vol. 3 [21] H.-H. Xie, Y.-C. Jiao,
Structure Using Spiral G 2010.
[22] D. R. Jackson, J. T. Wil Long, « Microstrip patch Propag., vol. 41, no 8, p. [23] S. Edelberg et A. Oline arrays », IRE Trans. Ante [24] R. Mailloux, « Surface w waveguides with fences 1972.
[25] A. Wahid, M. Sreenivasa Low Sidelobe Level », IE [26] E. Rajo-Iglesias, Ó. Quev Patch Antenna Arrays Substrate », IEEE Trans. [27] M. C. Bailey, Closed-Fo Apertures. National Aero [28] M. C. Bailey, Technique Larger Antenna Arrays. N [29] H. Wang, D. G. Fang, X
arbitrary antenna element 2010.
[30] M. Joghee Mehta et I. Estimation of the Mutua Conference on Antennas [31] E. Newman et P. Tulyat IEEE Trans. Antennas Pr [32] A. Taflove et S. C. Hagn
domain Method. Artech H
[33] K. S. Yee, J. S. Chen, e with overlapping grids », 1992.
[34] J.-M. Jin, The Finite Elem [35] J. Mandel, C. Farhat,
Mathematical Soc., 1998 [36] R. E. Bank, M. Holst, O.
and Engineering XX. Spr
% &
Z. Feng, « A novel dual-band compact ele its application in multi-antennas », in 2006 ternational Symposium, 2006, p. 1943̻1946. . Feng, « A spiral electromagnetic bandgap (E rip antenna arrays », in 2005 Asia-Pacific M
. 3, p. 4 pp.-.
o, K. Song, et B. Yang, « Miniature Electr Ground Plane », Prog. Electromagn. Res. Lett
illiams, A. K. Bhattacharyya, R. L. Smith, S ch designs that do not excite surface waves », p. 1026̻1037, août 1993.
ner, « Mutual coupling effects in large antenn tennas Propag., vol. 8, no 3, p. 286̻297, mai 1 waves and anomalous wave radiation nulls on », IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 20, n asan, et P. H. Rao, « CSRR Loaded Microstrip IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 14, p evedo-Teruel, et L. Inclan-Sanchez, « Mutual s by Using a Planar EBG Structure and a
s. Antennas Propag., vol. 56, no 6, p. 1648̻165 Form Evaluation of Mutual Coupling in a Pla
ronautics and Space Administration, Langley R ue for Extension of Small Antenna Array Mut
. NASA, Langley Research Center, 1996. X. L. Wang, et Y. P. Xi, « Mutual impedance ents », Antennas Propag. IET Microw., vol. 4,
I. E. Lager, « Two-Dimensional Interpolatio ual Coupling in Large Antenna Arrays », pré as and Propagation: EuCAP 2006, 2006, vol. 62
athan, « Analysis of microstrip antennas usin Propag., vol. 29, no 1, p. 47̻53, janv. 1981.
gness, Computational Electrodynamics: The F h House, 2005.
, et A. H. Chang, « Conformal finite-different », IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 40, no ement Method in Electromagnetics. John Wiley t, et X.-C. Cai, Domain Decomposition M
8.
O. B. Widlund, et J. Xu, Domain Decompositio pringer Science & Business Media, 2013.
!! lectromagnetic bandgap 06 IEEE Antennas and (EBG) structure and its Microwave Conference ctromagnetic Band-Gap ett., vol. 17, p. 163̻170, S. J. Buchheit, et S. A. », IEEE Trans. Antennas enna arrays: Part 1–Slot
i 1960.
n phased arrays of TEM , no 2, p. 160̻166, mars trip Array Antenna With , p. 1169̻1171, 2015. al Coupling Reduction in
a Multilayer Dielectric 655, juin 2008.
lanar Array of Circular Research Center, 1996. utual-Coupling Data to ce formula between two 4, no 3, p. 324̻333, mars tion for the Numerical résenté à The European 626, p. 666.1.
sing moment methods », Finite-difference Time-nt time-domain (FDTD)
9, p. 1068̻1075, sept. ley & Sons, 2015.
Methods 10. American ition Methods in Science
[37] M. N. Vouvakis, Z. Ce photonic and electromag 54, no 2, p. 721̻733, févr [38] J. Maurin, « Résolution
décomposition de domai électromagnétique des lar [39] W. C. Chew, Fast and
House, 2001.
[40] Y. Wang, The Fast Implementation and Visua [41] J. Simon, « Extension
membres multiples et ap de Versailles-Saint-Quen [42] « HPC - CST – Compute [43] F. Venneri, G. Angiulli, e
isolated patch analysis », [44] F. Venneri, S. Costanzo,
for reflectarrays design » [45] M. A. Milon, R. Gillard simulation of reflectarra Antennas and Propagatio [46] M. A. Milon, D. Cadoret
simulation of reflectarray 289̻293, avr. 2007. [47] H. Aubert, « THE CO
ELECTROMAGNETIC Electromagn. Res. B, vol [48] H. Aubert, N. Raveu, E. modelling of MEMS-co Antennas and Propagatio [49] F. A. Tahir, « Electroma technique », phdthesis, In [50] E. B. Tchikaya, « Modé finies uniformes et non phdthesis, Institut Nation [51] G. Floquet, Sur les équa Floquet, ...Gauthier-Villa [52] J.-M. Jin et D. J. Riley,
Sons, 2009.
[53] H. A. Wheeler, « The Waveguide », Proc. IRE, [54] P. Carter, « Mutual imped
Propag., vol. 8, no 3, p. 2 [55] S. Edelberg et A. Oliner, effects », IRE Trans. Ante
% &
endes, et J.-F. Lee, « A FEM domain deco agnetic band gap structures », IEEE Trans. A
vr. 2006.
ion des équations intégrales de surface p aine et compression hiérarchique ACA : appli larges plateformes », phd, 2015.
d Efficient Algorithms in Computational Elec t Multipole Method for 2D Coulombic sualization. University of Maryland, 2005.
des méthodes multipôles rapides: résoluti applications aux objets diélectriques », Thèse d entin-en-Yvelines, France, 2003.
ter Simulation Technology ».
i, et G. Di Massa, « Design of microstrip reflec », Microw. Opt. Technol. Lett., vol. 34, no 6, p. o, G. D. Massa, et G. Angiulli, « An improve
», IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 4, rd, D. Cadoret, et H. Legay, « Analysis of m rrays radiating cells », in 2006 First Euro tion, 2006, p. 1̻6.
et, R. Gillard, et H. Legay, « “Surrounded-elem ray radiating cells », Antennas Propag. IET M
ONCEPT OF SCALE-CHANGING NETW C SIMULATION OF COMPLEX STR
ol. 16, p. 127̻154, 2009.
. Perret, et H. Legay, « Multi-scale approach f controlled reflectarrays », in 2006 First Eur tion, 2006, p. 1̻8.
magnetic modeling of microstrip reflectarrays Institut National Polytechnique de Toulouse -
délisation électromagnétique des surfaces sé on-uniformes par la technique de changeme onal Polytechnique de Toulouse - INPT, 2010. uations différentielles linéaires à coefficients p llars.
y, Finite Element Analysis of Antennas and A e Radiation Resistance of an Antenna in
, vol. 36, no 4, p. 478̻487, avr. 1948.
pedance effects in large beam scanning arrays » . 276̻285, mai 1960.
r, « Mutual coupling effects in large antenna ar ntennas Propag., vol. 8, no 4, p. 360̻367, juill.
!" composition method for
Antennas Propag., vol. par une méthode de plication à la simulation lectromagnetics. Artech c Problems: Analysis, ution pour les seconds e de doctorat, Université ect array using data from p. 411̻414, sept. 2002.
ved synthesis algorithm 4, p. 258̻261, 2005.
mutual coupling for the ropean Conference on lement” approach for the Microw., vol. 1, no 2, p. WORK IN GLOBAL
RUCTURES », Prog.
h for the electromagnetic uropean Conference on ys using scale changing
INPT, 2011.
sélectives en fréquence ent d’échelle (SCT) », s périodiques, par M.G. Arrays. John Wiley & n an Infinite Array or », IRE Trans. Antennas arrays II: Compensation ll. 1960.
[56] P. Hannan, « The elemen Propag., vol. 12, no 4, p. [57] L. Stark, « Radiation imp
vol. 1, no 3, p. 361̻377, m [58] H. Wheeler, « The gratin
antenna », IEEE Trans. A [59] B. L. Diamond, « A gene Proc. IEEE, vol. 56, no 11 [60] D. Pozar et D. Schauber
IEEE Trans. Antennas Pr [61] D. Pozar et D. Schauber with idealized probe feed oct. 1984.
[62] N. Amitay, V. Galindo, e Interscience, 1972. [63] A. K. Skrivervik et J. R.
IEEE Trans. Antennas Pr [64] A. K. Bhattacharyya, « elements in array environ Symposium. 1996 Digest, [65] A. K. Bhattacharyya, Pha
Array Systems, 1 edition. [66] G. Floquet, « Sur les éq Sci. LÉcole Norm. Supér. [67] F. Bloch, « Über die Qua 52, no 7̻8, p. 555̻600, ju [68] M. Collet, M. Ouisse, M the computation of dispe Int. J. Solids Struct., vol. [69] A. Skrivervik, Réseaux pé [70] « 142166 Amphenol RF
https://www.mouser.fr/Se 523-142166. [Consulté le [71] C. Menudier et al., « Syn
in 2015 European Microw
[72] J. Fouany, Nouvelles arc circulaire : Application Limoges, 2015.
[73] F. Fezai, Synthèse d’arc faisceaux : Application au [74] Benoît LESUR, « Valida
d’antennes à pointage éle
% &
ent-gain paradox for a phased-array antenna », p. 423̻433, juill. 1964.
mpedance of a dipole in an infinite planar phas , mars 1966.
ting-lobe series for the impedance variation in . Antennas Propag., vol. 14, no 6, p. 707̻714, n neralized approach to the analysis of infinite p
11, p. 1837̻1851, nov. 1968.
ert, « Scan blindness in infinite phased array Propag., vol. 32, no 6, p. 602̻610, juin 1984. ert, « Analysis of an infinite array of rectangu eds », IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 32 , et C. P. Wu, Theory and analysis of phased a R. Mosig, « Analysis of finite phase arrays o Propag., vol. 41, no 8, p. 1105̻1114, août 1993 « Floquet modal based approach for mutu ronment », in IEEE Antennas and Propagation
st, 1996, vol. 3, p. 1908̻1911 vol.3.
hased Array Antennas: Floquet Analysis, Synth n. Wiley-Interscience, 2006.
équations différentielles linéaires à coefficien ér., vol. 12, p. 47̻88, 1883.
uantenmechanik der Elektronen in Kristallgitte , juill. 1929.
M. Ruzzene, et M. N. Ichchou, « Floquet–Blo persion of two-dimensional periodic, damped
l. 48, no 20, p. 2837̻2848, oct. 2011. périodiques d’antennes microruban. 1992. F | Mouser France », Mouser Electronics. [En /Search/ProductDetail.aspx?R=142166virtualke
le: 21-nov-2017].
ynthesis of multi-element antennas using a mea owave Conference (EuMC), 2015, p. 1367̻137 architectures d’antennes à éléments parasites n à la conception d’une antenne en bande
rchitectures d’antennes à éléments parasites au projet Remote Wake Up (RWU). Limoges, 2 dations de modèles numériques de grands résea
lectronique en bande Ka ».
! », IEEE Trans. Antennas
ased array », Radio Sci., in a planar phased-array , nov. 1966.
planar array antennas », ays of printed dipoles », gular microstrip patches 32, no 10, p. 1101̻1107, array antennas. of microstrip patches »,
93.
utual coupling between ion Society International nthesis, BFNs and Active ents périodiques », Ann. ttern », Z. Für Phys., vol. Bloch decomposition for d mechanical systems »,
n ligne]. Disponible sur: lkey52330000virtualkey
easurement test bench », 370.
tes pour la polarisation e X pour nanosatellite. es pour la formation de s, 2013.
ANNEXE A : M