Conception d’une antenne ultra large bande miniature sous ANSYS HFSS
Les antennes ultra larges bandes sont conçues pour être utilisées dans une large gamme de fréquence. Elles sont souvent employées pour capter des signaux provenant de différentes sources sans avoir besoin de changer d’antenne. Ces antennes sont un choix idéal pour diverses applications tel que l’imagerie médicale, les télécommunications, l’internet des objets, la détection …
Par ailleurs il est important de réduire au maximum les dimensions des antennes afin de faciliter leurs intégrations dans des dispositifs complexes. Cette réduction est un défi complexe dans le processus de conception de l’antenne.
Ce sujet présente la conception et le développement d’une antenne spirale à cavité, large bande et miniature. Cette antenne constitue une amélioration par rapport aux travaux existants en termes de compacité et de fréquence basse d’utilisation. En utilisant les fonctionnalités avancées d’Ansys HFSS, nous avons pu concevoir et optimiser l’antenne ainsi que le balun d’alimentation.
Figure 1. Antenne modélisée
L’antenne modélisée est une double spirale, elle a un diamètre de 14,5 cm. Le balun d’alimentation, (non visible ici) est intégré dans la cavité. La cavité est conçue afin d’éliminer le rayonnement arrière qui peut être problématique pour l’intégration de l’antenne.
Nous étudions l’adaptation (figure 2) de l’antenne pour connaitre la gamme de fréquence de fonctionnement de celle-ci.
Figure 2. Adaptation de l'antenne : fréquence de fonctionnement de l’antenne
Nous pouvons voir que l’antenne fonctionne à partir de 330 MHz jusqu’à 1,5 GHz.
Dans un deuxième temps nous observons le diagramme de rayonnement de l’antenne. En 3D et en polaire.
Figure 3. Diagramme de rayonnement de l’antenne
Nous pouvons observer que l’antenne est directive et que le rayonnement arrière est fortement atténué.
Pour finir nous étudions l’axial ratio afin de nous assurer de la pureté de la polarisation circulaire de cette antenne :
Figure 4. Axial ratio : vérification de la polarisation circulaire
Cette antenne a une polarisation circulaire à partir de 340 MHz.
Pour conclure, nous avons désigné une antenne spirale à cavité à polarisation circulaire qui fonctionne à partir de 350 MHz et qui mesure 14,5 cm de diamètre.
