Etude et conception d'un étage de mise en forme d'impulsions ultra ...

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mensions géométriques de l’antenne, chaque partie de celle-ci rayonnant efficacement une fréquence pour laquelle la distance entre les rubans correspond à λ/2 [75]. Aussi appelée ETSA (de l’anglais Exponential Tapered Slot Antenna), l’antenne présentée Figure 6 est proposée par A.P. Defonzo et C.R. Lutz en 1987. Il s’agit d’une ligne à rubans coplanaires métalliques s’évasant de manière exponentielle pour former l’élément rayonnant. Le signal d’excitation rayonne son énergie dans l’évasement entre les brins. Les limites hautes et basses de la bande de travail dépendent directement des dimensions géométriques de l’antenne, Figure chaque 6.5 – partie antenne de celle-ci Vivaldi rayonnant coplanaire. efficacement une fréquence pour laquelle la distance entre les rubans correspond à λ/2 Erreur ! Source du renvoi introuvable.. 6.2.2.5 Antennes strip-line filaires • Antennes strip-line filaires Ces dispositifs sont constitués d’un faisceau de fils parfaitement conducteurs assem- blés en nappes. Ceux-ci sont disposés de sorte à former une ouverture pyramidale comme Ces dispositifs sont constitués d’un faisceau de fils parfaitement conducteurs assemblés en nappes. Ceux-ci sont disposés de sorte à former une ouverture pyramidale comme le montre la Figure 7. L’antenne est excitée directement par une ligne d’alimentation, le signal est alors guidé le long des fils puis propagé dans l’espace. La polarisation du champ électrique est principalement rectiligne verticale et la simple rotation de l’antenne de 90 degrés permet d’obtenir la polarisation rectiligne horizontale. Ce type de structure permet ainsi de rayonner une impulsion courte sans distorsions majeures Erreur ! Source du renvoi le montre la figure 6.6. L’antenne est excitée directement par une ligne d’alimentation, le signal est alors guidé le long des fils puis propagé dans l’espace. La polarisation du champ électrique est principalement rectiligne verticale et la simple rotation de l’antenne de 90 degrés permet d’obtenir la polarisation rectiligne horizontale. Ce type de structure permet ainsi introuvable.. de rayonner une impulsion courte sans distorsions majeures [76]. Ez β α L Générateur Figure 6.6 – Antenne filaire. - 9 - • L : longueur de l'antenne, • α, β : angles caractéristiques de l’antenne, • r : le rayon des fils, • N : le nombre de fils. Figure 7 : antenne filaire Les qualités électromagnétiques de l’antenne (impédance d’entrée, gain, diagramme de rayonnement, bande passante) dépendent des côtes géométriques telles que la longueur, la largeur et la hauteur du faisceau de brins conducteurs. Les qualités électromagnétiques de l’antenne (impédance d’entrée, gain, diagramme de rayonnement, bande passante) dépendent des côtes géométriques telles que la longueur, la largeur et la hauteur du faisceau de brins conducteurs. 86
La fréquence de coupure basse d’un tel dispositif est principalement liée à sa longueur et à son ouverture maximale, les diagrammes de rayonnement dépendant des angles α et β. L’antenne étant de dimensions finies, il convient de porter une atten- tion particulière à l’adaptation des brins en leur extrémité. Afin de minimiser l’influence néfaste de la réflexion de bout d’antenne, une optimisation classique consiste à dispo- A. ser Antennes des charges ledestinées long des brins métalliques. au démonstrateur Cette technique permetPULSAR d’améliorer le paramètre S11 et d’élargir la bande passante de l’aérien, ainsi que l’allure temporelle I - Antennes existantes du champ émis. Elle permet également de diminuer les couplages parasites entre an- 1) Présentation tennes. Plusieurs profils de charge permettent d’obtenir un courant purement incident. Le plus souvent, des éléments résistifs sont utilisés pour dissiper les composantes très basse fréquence de l’impulsion d’excitation, qui n’auraient pas été rayonnées par l’aérien Depuis 1993, plusieurs dispositifs rayonnants ont étés successivement expérimentés (figure 6.7) [75]. dans le but d’améliorer les performances du démonstrateur PULSAR. Figure 6.7 – Antenne Figure filaire 67 : antennes à 4 brinsfilaires avec des4 charges brins d’extrémité. Directement dérivée des dispositifs expérimentaux de mesure de SER [8], la Figure 67 L’antenne Ciseaux a été développée dans le cadre d’applications radar. Constituée présente un couple d’antennes filaires 4 brins. Les extrémités des tiges métalliques sont de tubes de cuivre assemblés selon une géométrie particulière (Figure 68), elle a été chargées afin de diminuer le rebond d’extrémité lié aux composantes basses fréquences, non conçue à l’IRCOM par Joël Andrieu en 1997 et a fait l’objet d’un brevet CNRS [77]. rayonnées, du signal d’excitation. Son impédance d’entrée est de 200 Ω. D’encombrement faible selon une dimension, elle possède une ouverture de 60 cm. Son Plus récemment, d’autres types d’aériens furent déployés sur PULSAR, dans le but impédance d’entrée est de 200 Ω et son S11 reste inférieur à -10 dB sur la bande 100 d’améliorer le gain et la directivité, d’augmenter la bande passante et de limiter les couplages MHz - 1.2 GHz. Le gain mesuré varie de -8 dB à 5 dB dans cette bande de fréquence. parasites. De conception IRCOM, l’antenne Ciseaux est constituée de tubes de cuivre assemblés selon une géométrie particulière (Figure 68). Elle a été développée par Joël Andrieu en 1997 et a fait l’objet d’un brevet CNRS [10]. D’encombrement faible selon une dimension, elle possède une ouverture de 60 cm. Son impédance d’entrée est de 200 Ω et son 87
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UNIVERSITE DE LIMOGES ECOLE DOCTORA
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