Contribution à l’étude et à la conception des antennes planaires pour des applications MultiInput Multi-output (MIMO)

Abstract

s opportunités de mise en réseau sans fil grâce au multiplexage spatial et permet une augmentation des performances spectrales linéaires en fonction de nombre d’antennes émettrice et réceptrice. Cependant, certaines limitations pratiques surviennent lors de la mise en œuvre physique de tels systèmes dans les systèmes multiantennes compactes. La largeur de bande de l’antenne diminue considérablement au fur à mesure de la réduction de sa taille électrique, ce que l’on appelle la limite du facteur Q. La deuxième contrainte est l’effet de couplage mutuel et la corrélation spatiale qui dégradent les performances offertes par les antennes à entrées et sorties multiples (MIMO). Dans cette thèse, différentes géométries des antennes MIMO liées aux applications sans fil modernes sont présentées ; ainsi que les différents mécanismes qui contribuent à la miniaturisation de la taille de l’antenne et assure un découplage entre les ports. Au début, un aperçu est présenté sur la théorie des antennes à résonateur diélectrique, leurs caractéristiques, les modes d’excitation ainsi que les mécanismes utilisés pour alimenter ce type d’antenne. Ensuite, une description des systèmes MIMO, et une étude détaillée sur la diversité d’antenne, leurs paramètres, et les techniques de découplage standard ont été présentées. Par conséquent, l’objectif de cette thèse est de proposer de nouvelles structures d’antennes pour les dispositifs MIMO et les applications à diversité. Dans un premier lieu, on s’intéresse à la conception des antennes multi-portes à polarisation circulaire. Pour ce faire, une antenne à résonateur diélectrique de forme quartcylindre (en anglais, Quart Cylindrical Dielectric Resonator Antenna : QCDRA) ; avec un profil dense et une polarisation circulaire (en anglais, Circular Polarization : CP) est proposée pour les systèmes MIMO large bande. L’approche utilisée pour obtenir une antenne à polarisation circulaire large bande est accomplie en modifiant la géométrie du CDR (Cylindrical Dielectric Resonator) en un quart de cylindre diélectrique et en utilisant une ligne d’alimentation quasi spirale pour exciter deux modes résonants en quadrature de phase (HEM11 et HEM12). Le deuxième axe de recherche concerne les antennes multisports compactes. Dans ce contexte, une méthode de réduction de la taille du DRA (Dielectric Resonator Antenna) basée sur la théorie d’image est appliquée. Tout d’abord, on a conçu une antenne MIMO en forme de demi cylindre (en anglais, Half Cylindrical Dielectric Resonator Antenna : HCDRA) à double port pour qu’elle fonctionne dans la bande WLAN. Ensuite, une nouvelle antenneRésumés V MIMO compacte à 4 ports (QCDRA) est réalisée pour améliorer la diversité. En outre, les performances de diversité d’antenne MIMO à deux et à quatre ports ont été évaluées