Design and realization of a flat antenna for satellite broadcasting
Conception et réalisation d’une antenne plate pour la réception satellite
Résumé
Despite the development of terrestrial links, satellite
communication is remaining an interesting mean of
information transmission. Broadcasting, pay-TV operators,
video, data and broadband Internet services are
provided by satellites in a trustworthy way. An important
component for the satellite communication, other
than the satellite itself, is the receiving antennas deployed
all over the world with a huge number. The most
popular one is the parabola but this structure does not
meet any longer the new aesthetics and the additional
functional requirements. For this purpose, motivated
researchers worldwide are working on presenting new
discreet and self-steering receivers. Indeed, new structures
that allow automatic beam steering are beginning
to merge into the market but with relatively high prices.
We aim with the present work to design a flat antenna
array with electronically beam scanning at an affordable
price. Therefore, an alternative broadband receiving
antenna is designed and implemented for TV channels
reception in Ku-band. It consists of an antenna
array of 256 radiating elements. The radiating element
of an original shape is designed using a methodological
approach based on printed antenna theory and simulations.
A bandwidth of over 2 GHz (10.7 – 12.7 GHz)
is obtained from this printed element with a footprint of
less than the wavelength. With a suitable array configuration,
a directivity of about 30 dBi is achieved, good
enough for geostationary satellite signal reception.
Les télécommunications par satellite, malgré le développement
de liaisons terrestres, prennent de plus
en plus de place dans la transmission de l’information.
La télédiffusion, l’Internet haut débit et les liaisons
téléphoniques intercontinentales, à l’échelle mondiale,
sont assurées en grande partie par les satellites.
Parmi les composantes de tels systèmes, les antennes
de réception, déployées massivement sur la planète,
évoluent des paraboles classiques vers des structures
plus esthétiques et fonctionnelles. Des travaux de recherche
internationaux visent à les rendre plus discrètes
et surtout aptes à s’orienter automatiquement
vers le satellite désiré. Des structures à orientation mécanique
à prix abordable ou à orientation électronique
mais à prix élevé commencent à voir le jour. L’objectif
de nos travaux de recherche est la conception et la
réalisation d’une antenne plate discrète à orientation
électronique de faisceau à un prix abordable. Dans cet
objectif, cette thèse vise à concevoir et à réaliser un réseau
d’antenne imprimée large bande pour la réception
des chaines de télévision émises en bande Ku. Ce réseau
est composé de 256 éléments rayonnants dont la
conception fait l’objet d’une étude théorique approfondie.
L’élément rayonnant de forme originale est conçu
par une approche méthodique basée sur la théorie des
antennes imprimées et sur des simulations. Une bande
passante de plus de 2 GHz (10,7 – 12,7 GHz) est obtenue
avec cet élément imprimé de dimensions inférieures
à la longueur d’onde. Sa mise en réseau a permis
d’atteindre une directivité d’environ 30 dBi largement
suffisante pour la réception des signaux des satellites
géostationnaires.
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