Application des matériaux à Bande Interdite Photonique (BIP) pour la conception d'antennes et dispositifs associés destinés aux réseaux domestiques sans fils PDF Download

Author: Nicolas Boisbouvier
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Languages : fr
Pages : 162

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Cette thèse a pour objectif d';exploiter les propriétés intrinsèques de filtrage spatial offertes par les structures à Bande Interdite Photonique (BIP) afin de proposer des topologies d'antenne innovantes présentant un schéma de diversité. Dans ce manuscrit, nous distinguons deux catégories de structures BIP : les structures BIP planaires pour substrat diélectrique et les structures BIP volumiques. Pour chacune d'entre-elles, un état de l'art présente ces différentes structures et leurs applications aux antennes. Nous nous sommes ensuite intéressés, d'une part, à la structure BIP de Radisic puis à sa structure duale pour fente et, d'autre part, aux structures BIP métalliques (ou BIPM) et plus particulièrement à l'étude d'une source plongée au sein d'un BIPM carré. Plusieurs topologies d'antenne présentant un schéma de diversité d'antenne et exploitant ces deux catégories de BIP sont alors proposées et leurs performances analysées.

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Languages : en
Pages : 504

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Author: Sylvain Collardey
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Languages : fr
Pages : 234

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Cette thèse se décompose en trois parties distinctes : Analyse numérique des matériaux à Bande Interdite Photonique (BIP) métallique, Calcul de la Surface Equivalente Radar (S.E.R.) d'une antenne et Etude d'un radôme à BIP métallique permettant la réduction de la S.E.R. d'un réseau d'antennes. La caractérisation des matériaux à BIP a été effectuée, dans un premier temps, par le développement d'une méthode de calcul de S.E.R. semi-analytique et dans un second temps par une étude paramétrique permettant l'évaluation de la réponse fréquentielle du matériau en fonction de sa géométrie. Dans la deuxième partie, il a été montré que le champ diffusé s'exprime pour une charge quelconque en fonction de l'impédance de l'antenne à l'émission et des champs diffusés en circuit ouvert ou en court-circuit. Après, la validation théorique d'un concept de radôme à BIP, des mesures expérimentales ont montré la capacité de ce dernier pour la réduction de la S.E.R. d'un réseau d'antennes.

Author: Cyril Cheype
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Languages : fr
Pages : 196

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L'étude des matériaux à Bande Interdite Photonique a pris, depuis quelques anées, un essor considérable. Les applications sont d'ailleurs très nombreuses que ce soit en optique ou en micro ondes, dans le domaine du filtrage ou des antennes. Ce mémoire présente une description des caractéristiques électromagnétiques des matériaux à Bande Interdite Photonique et plus particulièrement les propriétés des matériaux BIP à défaut. Il permet de mieux maîtriser l'évolution fréquentielle des pics de transmission situés dans la Bande Interdite du matériau en fonction de la nature et des dimensions de ce matériau. Les modes de défaut ainsi crées sont ensuite exploités afin de construire des antennes à résonateurs BIP. Leur principe de fonctionnement est le suivant : -Une structure BIP est excitée sur son mode de défaut. -La répartition géométrique de cet te structure interdit certaines fréquences et certaines directions de propagation

Author: Marie-Sandrine Denis
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Languages : fr
Pages : 173

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Les matériaux à Bande Interdite Photonique (composés d'arrangements périodiques de la constante diélectrique) présentent d'intéressantes propriétés de réflexion dans une large bande de fréquence. L'introduction de défauts (rupture de la périodicité) au sein de tels matériaux conduit à l'apparition de pics de transmission à l'intérieur de la bande interdite. De telles structures peuvent être utilisées comme filtres fréquentiel ou angulaire. Ce mémoire décrit les méthodes de simulation utilisées pour la caractérisation de matériaux à BIP. Puis une étude théorique et expérimentale d'un BIP bidimensionnel diélectrique est effectuée. Les résultats expérimentaux, en parfaite concordance avec les résultats de simulation, permettent de valider les codes de calcul. Différentes applications dans le domaines des antennes imprimées sont ensuite données : 1) Antennes à réflecteur : un matériau BIP, placé sous un dipôle électrique, joue un rôle de plan réflecteur. 2) Antennes imprimées sur substrats BIP : la mise en place de matériau BIP comme substrat d'antennes permet de diminuer le rayonnement à 90°. 3)Antennes imprimées possédant un radôme BIP : la perturbation du rayonnement d'une antenne sous un radôme BIP est mise en évidence. Une antenne fort gain est obtenue en insérant un gap d'air entre l'élément rayonnant et le radôme

Author: Marc Thévenot
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Languages : fr
Pages : 294

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EN 1986 DEBUTA LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE SUR LES MATERIAUX A BANDE INTERDITE PHOTONIQUE (B.I.P.). CETTE RECHERCHE DEVAIT DEBOUCHER SUR DES SYSTEMES OPTIQUES ET SUR LE CONTROLE DE L'EMISSION SPONTANEE DE LA LUMIERE DANS LES LASERS A SEMI-CONDUCTEUR. AUJOURD'HUI, LES MATERIAUX A B.I.P. SUSCITENT L'INTERET DES CHERCHEURS A DES LONGUEURS D'ONDES BEAUCOUP PLUS GRANDES POUR DEVELOPPER DE NOUVEAUX SYSTEMES AUX FREQUENCES MICROONDES ET MILLIMETRIQUES. CE TRAVAIL DECRIT LES PROPRIETES ELECTROMAGNETIQUES DES MATERIAUX DIELECTRIQUES A B.I.P. IL DETAILLE LES METHODES DEVELOPPEES ET UTILISEES POUR LOCALISER LES BANDES DE FREQUENCES INTERDITES ET POUR ANALYSER LES PROPRIETES DISPERSIVES (VECTEURS D'ONDES EXCITES EN FONCTION DE LA FREQUENCE) D'ECHANTILLONS DE STRUCTURES DIELECTRIQUES PERIODIQUES EXCITEES PAR UNE SOURCE ELECTROMAGNETIQUE PHYSIQUE LOCALISEE. DEUX APPLICATIONS POUR CES MATERIAUX ONT ETE DEVELOPPEES DANS LE DOMAINE DES ANTENNES. L'UNE EST UN REFLECTEUR PARABOLIQUE DIELECTRIQUE A B.I.P.. LES RESULTATS ET LES MESURES DE SIMULATION MONTRENT QUE LE REFLECTEUR DIELECTRIQUE EST AUSSI PERFORMANT QUE LA PARABOLE METALLIQUE DE MEMES DIMENSIONS. L'AUTRE APPLICATION EST NOMMEE ANTENNE PLANAIRE A B.I.P. RAYONNANT. IL S'AGIT D'UN SYSTEME FONCTIONNANT SUR LE MODE DE DEFAUT D'UN RESEAU PERIODIQUE DIELECTRIQUE QUI, POSITIONNE SUR UN PLAN METALLIQUE PERMET D'AUGMENTER CONSIDERABLEMENT LA DIRECTIVITE DES ANTENNES IMPRIMEES.

Author: Cédric Sérier
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Languages : fr
Pages : 224

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Les matériaux à Bande Interdite Photonique (B.I.P.) présentent des propriétés de réflexion et de filtrage fréquentiel très intéressantes. C'est ce qui explique l'engouement de la part de la communauté scientifique pour ces structures. Ces dernière années, de nombreuses applications ont été développées que ce soit en optique, micro-onde ou électromagnétique.Ce mémoire se consacre plus précisément à l'étude de cristaux photonique dans le but de réaliser des antennes à résonateur B.I.P. tirant au mieux parti de leurs propriétés : Antenne à résonateur B.I.P. 1D 'large bande' : Antenne à résonateur B.I.P. 1D fort gain : Antenne à résonateur B.I.P. 3D. Dans cette optique, les différentes étapes de conception de ces antennes sont présentées ainsi qu'une étude plus particulière d'une alimentation par fente pouvant remplacer l'excitation par antenne plaquée.

Author: GREGORY.. POILASNE
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Languages : fr
Pages : 172

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LES MATERIAUX A BANDE INTERDITE PHOTONIQUE (BIP) SONT DES ARRANGEMENTS PERIODIQUES COMPOSES DE DIELECTRIQUE OU DE METAL. ILS PRESENTENT LA PARTICULARITE D'INTERDIRE LA PROPAGATION DES ONDES ELECTROMAGNETIQUES POUR CERTAINES BANDES DE FREQUENCES. LES RESULTATS PRESENTES DANS CE MEMOIRE CONCERNENT LA RECHERCHE D'APPLICATIONS DE CES STRUCTURES LIEES AUX ANTENNES. POUR CELA, UNE PREMIERE ETAPE A CONSISTE A COMPRENDRE LES INTERACTIONS QUI EXISTENT ENTRE UNE ANTENNE ET UN BIP METALLIQUE (BIPM), PARTICULIEREMENT INTERESSANT AUX FREQUENCES MICRO ONDES, NON SANS AVOIR ETUDIE L'INFLUENCE DES DIFFERENTS PARAMETRES PHYSIQUES SUR LES BANDES INTERDITES. UNE ETUDE EXPERIMENTALE DE DIFFERENTES STRUCTURES A PERMIS DE VALIDER LES RESULTATS THEORIQUES ET DE METTRE EN PLACE DES TECHNIQUES DE CARACTERISATION EN ONDE PLANE ET AVEC LE CHAMP PROCHE D'UN DIPOLE. DES STRUCTURES PLUS COMPLEXES ONT ALORS PU ETRE CONCUES ET DIFFERENTES APPLICATIONS ONT ETE EXPERIMENTEES, UTILISANT A LA FOIS LES CARACTERISTIQUES EN REFLEXION ET EN PROPAGATION DES BIP : - LA REDUCTION DES LOBES DE RESEAU - LA CONFORMATION DE FAISCEAU POUR CES DIFFERENTES APPLICATIONS, LE RESULTAT VISE S'ACCOMPAGNE SOUVENT D'UNE AUGMENTATION DU GAIN, L'ENERGIE ETANT GUIDEE DANS LES SEULES DIRECTIONS OU ELLE PEUT SE PROPAGER. AUX FREQUENCES MICRO ONDES, DES STRUCTURES ACTIVES ONT AUSSI ETE ETUDIEES. IL S'AGIT DE BIPM POUR LESQUELS DES TRANSISTORS ONT ETE AJOUTES SUR LES FILS, PERMETTANT DE PASSER DE FILS CONTINUS A DES FILS DISCONTINUS. CES STRUCTURES OFFRENT LA POSSIBILITE DE CHANGER DYNAMIQUEMENT L'ALLURE DU FAISCEAU EMIS. AUX FREQUENCES MILLIMETRIQUES, D'UNE PART, UNE TECHNOLOGIE DE REALISATION FAIBLE COUT A ETE MISE EN PLACE. LES DIFFERENTS PARAMETRES INTERVENANT DANS LA REALISATION ONT ETE INTEGRES DANS UNE METHODE DE DIMENSIONNEMENT DES STRUCTURES. D'AUTRE PART, PLUSIEURS BIP 2D ONT ETE REALISES POUR FONCTIONNER EN BANDES KA ET V. ILS ONT ETE CARACTERISES EN ONDE PLANE PUIS ONT ETE UTILISES AVEC UNE ANTENNE PATCH, MONTRANT AINSI LES DIFFERENTES POSSIBILITES OFFERTES PAR L'UTILISATION DES BIP A CES FREQUENCES : CONFORMATION DE FAISCEAU, AUGMENTATION DU GAIN, FONCTIONNEMENT MONO OU BI-FAISCEAU, MISE EN BOITIER, INTEGRATION. DES SIMULATIONS REALISEES GRACE A LA METHODE FDTD ONT AUSSI MONTRE QUE L'UTILISATION DE STRUCTURES 3D PERMET D'AMELIORER ENCORE LES PERFORMANCES DES ANTENNES. DANS CE TRAVAIL, LES BIP SONT CONSIDERES COMME DES FILTRES FREQUENTIELS, ANGULAIRE ET DE POLARISATION.

Author: Rodrigue Roland Mafouana
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Languages : fr
Pages : 204

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Ce travail porte sur la réalisation de matériaux à bandes interdites photoniques (BIP) dans le domaine du visible à base d’opales artificielles.La première phase que nous abordé a été l’élaboration des opales et plus particulièrement la préparation de suspensions colloïdales par la méthode de Stöber. Pour obtenir une auto-organisation des particules de silice de bonne qualité nous avons travaillé à l’affinement de la distribution en taille des particules de silice. Nous avons montré que pour notre dispositif opératoire il est nécessaire que les réactifs soient purifiés et thermostatés à 40°C puis que la réaction soit menée sous agitation moyenne (500 tr.min-1). Les suspensions colloïdales sont stabilisées par extraction des particules et remises en suspension dans l’eau puis par chauffage à 120°C/30min. La structure interne des particules de silice montre une nanoporosité. Les opales ont été élaborées par électrosédimentation et consolidées à 950°C. Les propriétés optiques optimales, réflectivité maximale, ont été obtenues pour un recuit de 4 heures.La deuxième partie de ce travail a porté sur l’utilisation d’opales de silice comme préforme pour infiltrer le réseau poreux et construire des opales inverses plus prometteuses en terme de matériau photonique. Nous avons infiltré les opales précédentes par des matériaux à fort indice (TiO2, ZrO2, Métaux magnétiques, Or) soit par imprégnations successives soit par électro-cristallisation. C’est la deuxième méthode qui a donné des résultats les plus satisfaisants.La troisième partie de ce travail concerne la mise au point d’une méthode l’élaboration de cristaux photoniques par dépôt de nappes successives de particules. Des monocouches de bonnes qualités ont été obtenues avec des suspensions colloïdales contenant entre 5,5 et 9 mol.L-1 de silice sous la forme de particules d’environ 300nm et une vitesse d’extraction de 11,5 mm.min-1. Ces méta-cristaux bidimensionnels de symétrie hexagonale montrent une bonne efficacité de diffraction. Par contre la qualité des couches suivantes se dégrade rapidement.La stabilité mécanique et la grande qualité de la structuration des monocouches de billes de silice sur ces substrats a rendu possible leur utilisation pour la nanostructuration 2D de plots métalliques et la réalisation d’un laser à réaction distribuée.

Author: D. Cassagne
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ISBN: 9782868833877
Category : Dielectric devices
Languages : fr
Pages : 91

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LES MATERIAUX A BANDES INTERDITES PHOTONIQUES SONT DES STRUCTURES DIELECTRIQUES PERIODIQUES QUI CONTROLENT LA PROPAGATION DES ONDES ELECTROMAGNETIQUES. DANS CE MEMOIRE, NOUS DECRIVONS LA METHODE DES ONDES PLANES QUI PERMET DE CALCULER LES STRUCTURES DE BANDES DES CRISTAUX PHOTONIQUES. PAR UNE ANALYSE DE LA SYMETRIE ET UNE APPROCHE PERTURBATIVE, NOUS PRECISONS LES CONDITIONS D'EXISTENCE DES BANDES INTERDITES DE BASSE ENERGIE. NOUS PROPOSONS DE NOUVELLES STRUCTURES BIDIMENSIONNELLES APPELEES GRAPHITE ET NITRURE DE BORE. GRACE A UNE METHODE DE MATRICES DE TRANSFERT, NOUS CALCULONS LA TRANSMISSION DE LA STRUCTURE GRAPHITE ET NOUS METTONS EN EVIDENCE LE ROLE FONDAMENTAL DU COUPLAGE AVEC LES MODES EXTERIEURS. NOUS ETUDIONS L'APPARITION DE MODES PERMIS DANS LA BANDE INTERDITE GRACE A L'INTRODUCTION DE DEFAUTS DANS LA PERIODICITE. ENFIN, NOUS DISCUTONS LES PROPRIETES DES OPALES CONSTITUEES DE MICRO-BILLES DE SILICE AUTO-ORGANISEES QUI SONT TRES PROMETTEUSES POUR LA FABRICATION DE CRISTAUX PHOTONIQUES TRIDIMENSIONNELS.