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Etude et Conception de Guides d'Onde Cylindriques à Métamatériaux

Kuhler, Lucille. Etude et Conception de Guides d'Onde Cylindriques à Métamatériaux. PhD, Electromagnétisme et Systèmes Haute Fréquence, Institut National Polytechnique de Toulouse, 2019

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Abstract

Ces dernières années, la présence des métamatériaux dans les structures guidées microondes, telles que les guides d’onde ou les antennes cornets, s’est largement répandue. En effet, les métamatériaux permettent de créer des propriétés électromagnétiques qui n’existent pas naturellement. En structurant la surface interne des guides d’onde ou des cornets, il est alors possible de contrôler les conditions aux limites afin de modifier le mode fondamental ou réduire la fréquence de coupure du guide. Ces propriétés peuvent être intéressantes pour les applications spatiales car la taille de la plateforme doit être réduite pour potentiellement ajouter de la charge utile sur le satellite ou encore réduire les coûts de son lancement. Ainsi, dans cette thèse, nous cherchons à utiliser les propriétés des métamatériaux dans ces composants radioélectriques pour réduire leur taille sans détériorer les performances de rayonnement (directivité, polarisation croisée, bande monomode). Par ailleurs, modifier le type de mode fondamental s’avère aussi être une piste de recherche intéressante. Ainsi, les modes dits hybrides permettraient d’améliorer les performances de rayonnement. Une des pistes pour créer ces modes est l’utilisation de métamatériaux telles que les corrugations. Même si les possibilités offertes par les métamatériaux sont indéniables, leur dimensionnement nécessite des outils numériques full-wave et requiert donc des ressources informatiques importantes. Dans cette thèse, la Théorie Modale Elargie (TME) est rappelée et développée, elle permet de dimensionner très rapidement les métamatériaux en se basant sur des méthodes à la fois analytiques et numériques. L’apport principal de cette thèse a été de développer les algorithmes permettant l’utilisation de la TME dans des structures guidées cylindriques, correspondant aux systèmes microondes embarqués pour des applications spatiales. Ces outils ont été utilisés pour concevoir un guide d’onde corrugué propageant le mode TM01 comme mode fondamental. Les résultats théoriques ont été confrontés aux mesures avec succès. Par ailleurs, une sonde de mesure cylindrique à section réduite a été proposée pour réduire son impact sur des mesures en champ proche. La paroi interne de cette sonde est constituée d’un métamatériau dont la forme a été optimisée, confirmant l’intérêt et l’efficacité de cette méthode innovante

Item Type:PhD Thesis
Uncontrolled Keywords:
Institution:Université de Toulouse > Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Laboratory name:
Research Director:
Raveu, Nathalie and Le Fur, Gwenn
Statistics:download
Deposited On:28 Feb 2020 14:38

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