Caractérisation non biaisée de l'efficacité d'antenne en chambre réverbérante : apport du brassage et mise en place d'une méthode sans contact

Radiation efficiency has become a crucial antenna parameter in the new applications related to Internet of Things in order to control the energy consumption of these devices. However, estimating efficiency by measurement is still difficult today. The characterization of antennas in reverberant chambers (RCs) represents a new trend in the field of antenna measurements and in particular for efficiency measurements. Indeed, the statistical properties of isotropy and uniformity of the field, inside the cavity, make it a particularly suitable environment for efficiency estimation. Different techniques used for efficiency measurements in RC have been proposed in the literature. These techniques are based on the condition of a "well" stirred field within the RC to ensure an accurate efficiency estimation. This condition is directly linked to the quality of the stirring process and therefore to the number of uncorrelated configurations of the RC thanks to stirring process. The first part of this work consists in highlighting the existence of a systematic bias in the efficiency estimation due to the contribution of unstirred paths in the S parameters measurement, despite a large number of decorrelated configurations of the RC. The importance of unstirred contributions is quantified thanks to comparison with anechoic chamber reflection coefficient measurements. The contribution of so-called source and platform stirring and their links with the accuracy of the efficiency estimation is thus clearly exposed. In the second part of this work, an original method for measuring the efficiency of antenna radiation in RC was proposed. It is based on a backscattering measurement of the antenna under test in the RC. The method is therefore contactless: it is not necessary to connect the antenna under test to an analyzer. This method offers new perspectives for the characterization of non-invasive antennas with as main application the measurement of miniature antennas, whose radiation properties are strongly disturbed by measurement cables in the case of the conventional methodsL’efficacité de rayonnement est devenue un paramètre d’antenne crucial dans le cadre des nouvelles applications liées à l’Internet des objets afin de maîtriser la consommation énergétique de ces dispositifs. Toutefois, l’estimation de l’efficacité par la mesure reste encore aujourd’hui délicate. La caractérisation d'antennes en chambres réverbérantes (CRs) à brassage de modes représente une nouvelle orientation dans le domaine des mesures d'antennes et en particulier pour les mesures d'efficacité. En effet, les propriétés statistiques d’isotropie et d’homogénéité du champ, à l’intérieur de la cavité en font un environnement particulièrement adapté à l’estimation de l’efficacité. Différentes techniques de mesure d’efficacité en CR ont été proposées dans la littérature. Ces techniques reposent sur la condition d’un champ « bien » brassé au sein de la CR afin d'assurer une estimation précise de l'efficacité. Cette condition est directement liée à la qualité du brassage et donc au nombre de configurations décorrélées de la CR que permet d’obtenir le brassage. La première partie de ce travail consiste à mettre en lumière l’existence d’un biais systématique de l’estimation de l’efficacité dû à la contribution de trajets non brassés sur la mesure des paramètres S, malgré un nombre important de configurations décorrélées de la CR. L’importance des contributions non brassées est quantifiée à l’aide de comparaison avec des mesures de coefficients de réflexion en chambre anéchoïque. L’apport des brassages dits de source et de plateforme et leurs liens avec la précision de l’estimation de l’efficacité est ainsi clairement exposé. Dans la deuxième partie de ce travail, une méthode originale de mesure d’efficacité de rayonnement d’antenne en CR a été proposée. Elle repose sur une mesure en rétrodiffusion de l’antenne sous test dans la CR. La méthode est donc sans contact : il n’est pas nécessaire de relier l’antenne sous test à un analyseur. Cette méthode offre de nouvelles perspectives pour la caractérisation d’antennes non invasives avec comme application principale la mesure d’antennes miniatures, dont les propriétés de rayonnement sont fortement perturbées par les câbles de mesure avec les méthodes conventionnelle