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Antennes spécifiques pour les communications

Le groupe ORSYS a une expérience dans la conception d’antennes pour des applications spécifiques. On entend par là des situations où l’antenne est contrainte en termes d’encombrement mais surtout a vocation d’être utilisée dans un environnement proche (le plus souvent celui directement en contact avec l’antenne) potentiellement changeant, voire même en contact avec un corps humain. Sachant qu’une antenne est directement impactée par cet environnement proche, il est indispensable d’introduire des antennes basées sur de nouveaux concepts afin qu’elles soient compatibles avec ces problématiques.​​​​​​​

Vêtements communicants
Vêtement communicant

L’objectif de ce sous-thème est de concevoir et de développer des antennes devant être intégrées dans un vêtement de type gilet. Nous avons développé une solution innovante basée sur un concept d’antenne distribuée sur les différentes parties du gilet. Le rayonnement de l’antenne doit respecter les performances recherchées notamment en termes de bande de fréquence, de direction de rayonnement et de couverture spatiale. Par ailleurs un Débit d’Absorption Spécifique (DAS) inférieur à la norme DAS<2W/kg doit être respecté dans ce type d’application. Le concept développé permet d’atteindre de manière aisée ces performances. D’un point de vue technologique, le concept développé est parfaitement compatible avec les technologies d’impression numérique car les antennes sont mono-faces. Notons enfin que les effets des déformations du gilet en situation de mouvement ont été étudiés et leurs effets pris en compte dans une étude de sensibilité. Plusieurs démonstrateurs ont été réalisés et ont permis de valider des distances de communication bien supérieures au km pour une puissance de 1W et une fréquence autour de 2 GHz. Ce concept innovant et les résultats obtenus ont été présentés lors du salon EUROSATORY 2014 sur le stand Innovation de la DGA, à leur invitation.


Réseau d’antennes

Dans ce sous-thème, nous avons travaillé sur la conception de réseaux d’antennes originaux. Une première étude a porté sur un réseau focalisant, au sens optique du terme : avec l’obtention d’une zone de focalisation dans l’espace. Par une disposition adéquate d’un nombre restreint d’antennes, nous avons pu montrer qu’avec deux déphaseurs, il était possible de modifier dynamiquement la position de focalisation, sans dégradation significative de la dimension du spot de focalisation. Une autre étude a porté sur un réseau sous-échantillonné pour la production d’une onde localisée. Par simulation uniquement, une démonstration de la propagation d’un faisceau d’environ 4 sur plus de 100. Ces études ont en commun un réseau fonctionnant en champ proche, mais en champ lointain pour une antenne individuelle. Une dernière étude théorique a porté sur les antennes à onde de fuite. Une approche réseau a été adoptée et nous a permis de généraliser une approche basée le facteur de réseau pour concevoir des antennes non-uniformes. Cette approche théorique est tout particulièrement indiquée pour des antennes CRLH.

Réseaux d'antennes

Filtrage spatial des ondes

Nous avons travaillé sur le filtrage des ondes planes. Le but était de concevoir un papier-peint capable de filtrer sélectivement les ondes aux fréquences du WiFi (2,4 et 5,0 GHz) ou de la téléphonie mobile (3G et ensuite 4G). Des motifs nouveaux de surfaces sélectives en fréquence ont été imaginés et testés par impression d’encres conductrices sur du papier. Les motifs permettent de choisir indépendamment 2 et même 3 fréquences de filtration. Les résultats expérimentaux montrent des atténuations supérieures à 25 dB sur les fréquences obtenues. Une industrialisation par la société DHJ Internationale sur tissu a montré des performances encore meilleures. Une seconde étude a porté sur l’effet inverse, favoriser le passage d’une onde électromagnétique à travers un édifice. Nous avons pu montrer qu’il était possible, par un ajout de motifs conducteurs d’améliorer de 10 dB le passage d’une onde à travers une fenêtre isolée thermiquement. Sans ce motif, l’atténuation non sélective est d’environ 30 dB, elle se réduit à 20 dB avec le motif.

Filtrage spatial des ondes

mise à jour le 7 janvier 2020

Université Grenoble Alpes