Antennes quasi-optiques reconfigurables à grande ouverture aux fréquences millimétriques

Ce travail porte sur l étude, la conception et la réalisation d antennes de type réseau transmetteur. Le principe de ces antennes est basé sur un réseau de cellules élémentaires collectant le rayonnement d une source primaire et le transmettant à l espace libre avec une loi de phase et d amplitude déterminée. Un état de l art des réseaux réflecteurs et des réseaux transmetteurs est présenté afin de déterminer les performances et limitations actuelles de ces antennes. Une étude théorique est ensuite menée et a permis de développer un simulateur numérique. Celui-ci a été utilisé pour dimensionner, concevoir et simuler ce type d antennes. Une étude générique complète sur les performances possibles d un réseau transmetteur fournit des données sur l influence des principaux paramètres de la structure et sur les compromis à réaliser. Plusieurs prototypes ont été conçus, réalisés et caractérisés. Le premier prototype en bande X présente un gain de 14,3 dBi et une bande passante de 1 GHz autour de 9,8 GHz mais un rendement faible de 12 %. Deux autres prototypes dans la même bande de fréquence ont été réalisés, un en polarisation linéaire et l autre en polarisation circulaire, avec un gain de 23,4-24,3 dBi, une bande passante de 13-18% et un rendement de 50,4-48,4 %. Ces trois derniers prototypes permettent de dépointer le faisceau de plus de 30 par orientation de la source primaire. Enfin, plusieurs prototypes en bande V (60 GHz) ont été conçus et simulés. Ces derniers permettent d atteindre un niveau de gain de 26,7 dBi et un rendement de 58 %.This PhD thesis investigates the design and demonstration of transmit-array antennas. Those typically consist of a focal source illuminating a planar array of unit cells, each of them being composed of two radiating elements interconnected or coupled with phase-shifters and/or attenuators in order to generate a specific phase and amplitude distribution of the radiated field across the array. A state of the art on reflect-array and transmit-array antennas is presented in order to show current technologies and determine the performances and limitations of these antennas. A theoretical analysis of transmit-array antennas is presented and used to develop a numerical simulation tool. Next, this code has been used to investigate the general performances of transmit-arrays as a function of their main parameters. Several prototypes have been designed, fabricated and characterized. The first prototype at X-band achieves a gain of 14.3 dBi and a wide frequency bandwidth of about 1GHz but only 12 % of efficiency. Two others prototypes in the same band have been realized, one in linear polarization and the other in circular polarization, with 23.4-24.3 dBi gain, 13-18 % transmission bandwidth and 50.4-48.4 % efficiency. The beam-steering up to 30 has been demonstrated by shifting the focal source. Finally, several prototypes at V-band (60 GHz) have been designed and simulated. These prototypes can reach a gain of 26.7 dBi and an efficiency of 58 %.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF