Contribution to CRLH (Composite Right Left-Handed) based antennas design
Contribution à la conception d'antennes composées de structures CRLH (Composite Right Left-Handed)
Abstract
Metamaterials are artificial structures with unusual electromagnetic properties. Composite Right-Left Handed (CRLH) radiating structures are very attractive antennas because of their scanning capability and wideband performances. However crlh lines must contain a large number of cells in order to have sufficient radiation efficiency. Due to the recurring request of having small antennas in new communication systems, new designs based on crlh structures must be found. The first objective of this thesis is to have full knowledge of electromagnetic properties of crlh structures. To take advantages of atypical electromagnetic behavior of CRLH structures, new CRLH based antennas designs are proposed. These new inspired antennas could produce different radiation patterns (with large beamwidth, narrow beam, double polarization). Analytical model, previously validated by electromagnetic simulator, is used to characterize the new proposed antennas.
Les métamatériaux sont des matériaux artificiels devenus très attractifs du fait de leurs propriétés électromagnétiques atypiques. Les structures CRLH (Composite Right Left-Handed) à ondes de fuite en particulier, permettent d’effectuer un balayage angulaire très important sur une large bande passante. Toutefois l’état de l’art montre qu’il faudrait un très grand nombre de cellules pour atteindre une efficacité de rayonnement acceptable. Vue la demande récurrente des nouveaux systèmes de transmission d’avoir des antennes de faible encombrement, il serait plus intéressant de trouver de nouvelles architectures d’antennes utilisant ces structures CRLH. L’objectif de la thèse est en premier lieu d’avoir une connaissance approfondie du comportement électromagnétique des structures CRLH. Afin de tirer profit de leurs propriétés électromagnétiques atypiques, de nouvelles architectures d’antennes inspirées des structures CRLH sont proposées. Ces nouvelles antennes permettent de réaliser différents types de diagrammes de rayonnement (large ouverture angulaire, faisceau étroit, double polarisation). Elles sont caractérisées grâce à une modélisation analytique qui aura été validée auparavant par la simulation électromagnétique.
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