ELE788 - Circuits et antennes micro-ondes

Ce cours vise à s'initier aux circuits et antennes opérant à des fréquences micro-ondes et les techniques d'analyse, de conception et de mesure appropriées.

Au terme de ce cours, la personne étudiante sera en mesure de :

• définir les paramètres S (paramètres de répartition) d'un circuit de radio fréquence (RF) et ses caractéristiques linéaires et non linéaires;
• analyser une architecture d'une chaine RF, et expliquer la fonctionnalité de ses composants;
• concevoir des circuits passifs à 2, 3 et 4 ports;
• expliquer le mécanisme de rayonnement d'une antenne;
• interpréter les paramètres et les propriétés d'une antenne;
• concevoir des antennes planes par simulations électromagnétiques;
• mesurer les paramètres des circuits passifs et des antennes.

Éléments de contenu : systèmes hyperfréquences. Applications des hyperfréquences. Liaisons micro-ondes notions de bruit/SNR/figure de bruit. Débit binaire et largeur de bande RF, efficacité spectrale, largeur de bande fractionnelle. Transmission et réception radio. Systèmes, sous-systèmes et composantes RF. Architecture des transmetteurs/récepteurs sans fils et des radars. Rappel des notions de base et introduction de la matrice[S]. Ligne de transmission. Transformation d impédance. Abaque de Smith. Paramètres de répartition (paramètres [S]). Propriétés de la matrice[S]. Composants hyperfréquences. Composants passifs (coupleurs, diviseurs, filtres, atténuateurs, déphaseurs, isolateurs, circulateurs, duplexeurs). Composants actifs (transistors, diodes, amplificateurs, mélangeurs, détecteurs). Circuits balancés. Comportements linéaire et non linéaire des composants. Distorsions et produits d'intermodulation. Mesures des systèmes hyperfréquences. Analyseurs de réseaux : étalonnage et terme d'erreur. Mesures vectorielles linéaires : paramètres [S]. Mesures non linéaires : AM/AM, AM/PM, P1dB, harmoniques et intermodulation. Rappel des notions de base délectromagnétisme. Équations de Maxwell, relations constitutives et conditions aux limites. Caractéristiques d'une onde : type, polarisation, vitesse, longueur d onde, impédance et atténuation. Propagation guidée vs. propagation libre. Principes et propriétés des antennes. Mécanisme de rayonnement. Calcul des champs rayonnés. Antenne isotrope / antenne directionnelle. Gain, directivité, résistance de radiation, impédance d'entrée, efficacité, bande passante, largeur de faisceau et taille effective. Patron de rayonnement. Zone de Fresnel. Différents types d'antennes : classification des types d antennes, antennes pour les communications sans fil, antennes pour les communications par satellite, réseaux d antennes, orientation électronique des faisceaux d'antennes (BFN), antennes intelligentes et systèmes MIMO.