Dipôle à proximité de trois dipôles passifs

5.3.1. Présentation et validation du modèle

Nous avons rajouté un dipôle réflecteur supplémentaire à la structure précédente à une distance h du dipôle actif, comme le montre la Figure 34.

Figure 34 : Structure avec un dipôle actif et trois dipôles passifs

Nous nous intéressons à la même structure que précédemment ayant les paramètres suivants :

long_cav = 70 ; h = 35 ; h_cav = 20 ; larg_dip = 10 ; long_refl = 60 ; larg_refl = 5 mm.

Nous avons étudié l’impédance d’entrée en fonction de la largeur larg_cav dans le cas du dipôle au-dessus de la cavité à 4 murs et dans le cas du dipôle avec 3 dipôles passifs. Les résultats sont présentés sur la Figure 35.

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traits pleins : dipôle + 3 dipôles ; traits pointillés : dipôle + cavité à 4 murs

Figure 35 : Impédance en fonction de la largeur larg_cav du dipôle au-dessus de la cavité à 4 murs et du dipôle

en présence de trois dipôles passifs entre 2 et 7 GHz

On note un bon accord entre l’impédance du dipôle au-dessus de la cavité et celle du dipôle avec les 3 dipôles passifs. Ce résultat est particulièrement intéressant en terme de temps de simulation, surtout avec un logiciel basé sur la méthode des moments comme ANTEF. En effet, la simulation de trois dipôles à la place de la cavité complète est environ trois fois plus rapide : 0.43 sec contre 1.24 sec par point de fréquence.

5.3.2. Importance des caractéristiques des dipôles passifs

Afin de mieux connaître et d’optimiser le modèle du dipôle avec 3 dipôles passifs, nous avons étudié quelques-uns de ces paramètres comme :

- la largeur larg_dip des deux dipôles situés sur le côté - la largeur larg_refl du dipôle réflecteur

- la longueur long_refl du dipôle réflecteur

Tout d’abord, nous présentons sur l’abaque de Smith de la Figure 36 l’influence sur l’impédance de la largeur larg_dip des deux dipôles passifs.

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Figure 36 : Impédance du dipôle avec 3 dipôles passifs en fonction de la largeur des 2 dipôles de longueur long_cav et comparaison avec l’impédance du dipôle

au-dessus de la cavité à 4 murs entre 2 et 7 GHz

D’après la Figure 36, nous constatons que plus la largeur des dipôles est importante, plus la courbe d’impédance est proche de celle du dipôle au-dessus de la cavité à 4 murs.

Néanmoins, on peut remarquer que l’emplacement de la boucle est fixe. Par conséquent, afin de générer le minimum de cellules de maillage, on pourra fixer la largeur larg_dip à 5 mm dans un premier temps et faire les optimisations avec ce paramètre. Dans un deuxième temps, la simulation de la cavité complète sera effectuée afin d’obtenir plus de précisions sur l’impédance.

La Figure 37 présente l’influence sur l’impédance de la longueur et de la largeur du dipôle réflecteur situé à une distance h du dipôle actif.

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Figure 37 : Impédance du dipôle avec 3 dipôles passifs en fonction de la largeur du dipôle réflecteur situé à une distance h (à gauche)

et de sa longueur (à droite) entre 2 et 7 GHz

D’après la Figure 37, la largeur du dipôle réflecteur considéré a peu d’influence sur l’impédance. Quant à sa longueur, si elle est supérieure à celle du dipôle actif (50 mm), elle n’agit pas sur l’impédance.

Nous considérons à présent la même structure mais le dipôle est légèrement enfoui dans la cavité, soit h_cav > h comme le montre la Figure 38.

Figure 38 : Dipôle avec trois dipôles passifs avec h_cav > h

Les valeurs des différents paramètres sont :

long_cav = 70 ; h = 35 ; h_cav = 40 ; larg_dip = 10 ; long_refl = 60 ; larg_refl = 5 mm. Comme précédemment, une étude paramétrique sur la largeur de la cavité a été effectuée et nous comparons l’impédance du dipôle dans la cavité à 4 murs et celle du dipôle avec les 3 dipôles passifs. Les résultats sont présentés sur la Figure 39.

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traits pleins : dipôle + 3 dipôles ; traits pointillés : dipôle + cavité à 4 murs

Figure 39 : Impédance en fonction de la largeur larg_cav du dipôle au-dessus de la cavité à 4 murs et du dipôle en présence de trois dipôles passifs entre 2 et 7 GHz pour larg_dip = 10 mm

L’accord entre les impédances du dipôle enfoui dans la cavité et du dipôle avec les 3 dipôles passifs est moins bon que précédemment mais reste acceptable.

Le dipôle étant enfoui, la différence entre les deux courbes pourrait provenir de la largeur larg_dip des dipôles qui serait insuffisante. Nous avons donc augmenté le paramètre larg_dip de 10 à 20 mm : la Figure 40 montre les résultats obtenus avec la nouvelle valeur de larg_dip.

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traits pleins : dipôle + 3 dipôles ; traits pointillés : dipôle + cavité

Figure 40 : Impédance en fonction de la largeur larg_cav du dipôle au-dessus de la cavité à 4 murs et du dipôle en présence de trois dipôles passifs entre 2 et 7 GHz pour larg_dip = 20 mm

L’accord entre les impédances est meilleur pour une valeur de larg_dip plus importante.

De plus, d’autres simulations ont montré que la largeur du dipôle réflecteur larg_refl n’avait toujours pas d’influence sur l’impédance, même dans le cas h_cav > h.

En résumé :

- La structure constituée d’un dipôle actif et de trois dipôles passifs permet de modéliser le système “dipôle + cavité à 4 murs” pour le calcul de l’impédance à condition que l’impédance du dipôle avec la cavité ne présente que deux pics de résonance.

- Pour un dipôle en dehors de la cavité, le modèle donne de très bons résultats et ses paramètres ont peu d’influence sur l’impédance.

- Pour un dipôle enfoui dans la cavité, le modèle est encore valable, mais on doit s’assurer que la largeur larg_dip des dipôles passifs situés sur le côté est suffisante.