Systèmes multi-antennes pour diversité et MIMO

The high data rates required in modern communication can be achieved by multiplying the radiating element involved in the broadcast and in the reception of the wireless link. This solution is called MIMO (Multiple Input and Multiple Output). Also, to reduce the deep fading caused by the multi-path propagating environment, the diversity technique which consists to place one antenna in the broadcast and several antennas in the reception can be used. However, the integration of several efficient antennas on the printed circuit board (PCB) of a mobile phone is a new challenge for antenna researchers. The main goal remains to keep a high isolation between these radiators, otherwise, the diversity gain and the channel capacity of the system can drastically be reduced. The aim of this thesis is to demonstrate the possibility to integrate two closely spaced quarter-wavelength resonators on a small PCB, with high isolation and high total efficiencies when using a neutralization effect between the radiators. However, these two Planar Inverted-F Antennas (PIFAS) were not operating in the same frequency band (DCS and UMTS). This work has been further extended with the successful implementation of this technique to a multi-antennas system operating in the same UMTS band. Several multi-antenna handsets have been designed. Their performance in diversity and MIMO are measured in a reverberation chamber to Göteborg, and in a indoor and outdoor environments to Helsinki.Pour répondre aux demandes de haut débit exigées par les communications mobiles de dernières générations, une solution consiste à augmenter le nombre d'antennes à l'émission et à la réception de la liaison sans fil. On parle alors de technique MIMO (Multiple Input, Multiple Output). De même, pour réduire les évanouissements des signaux provoqués par l'environnement de propagation multi-trajets, la technique de diversité qui consiste à placer une antenne à l'émission et plusieurs antennes à la réception peut être utilisée. Cependant, l'intégration de plusieurs antennes sur le plan de masse d'un même téléphone portable est un challenge délicat. En effet, à cause du volume restreint de l'appareil, une forte isolation entre antennes doit être atteinte afin de maximiser le gain de diversité et/ou d'accroître la capacité de transmission du système global. Le travail de cette thèse a consisté à montrer qu'il était possible à l'aide d'un effet de neutralisation, d'intégrer deux résonateurs quart d'onde étroitement proches sur un PCB, tout en les maintenant fortement isolés du point de vue électromagnétique et présenter ainsi des efficacités totales très satisfaisantes. Ces résultats étaient cependant obtenus pour deux antennes PIFAs n'opérant pas dans la même bande de fréquence (DCS et UMTS). Ce travail a ensuite été étendu avec la mise en oeuvre de la technique de neutralisation pour des systèmes multi-antennes opérant dans la même bande de fréquence UMTS. Plusieurs structures sont réalisées. Leurs performances en diversité et en MIMO sont mesurées dans une chambre réverbérante à Göteborg et dans un environnement réel à Helsinki