Conception d'antennes à réseau transmetteur à double couvertures orthogonales en polarisation circulaire gauche et droite

Les applications dans les communications par les satellites (télécommunications mobiles, radars, radiométrie et télédétection spatiaux) exigent d’assurer une liaison radiofréquence continue et fiable, mais aussi à haut débit partout. Les antennes multifaisceaux (AMFx) ou spots directifs sont préférées afin d’assurer un plus grand gain sur l’ensemble de la zone couverte, en utilisant de spots contigus à grand gain et ensuite qu’elle permet la réutilisation de fréquence dans plusieurs zones couvertures géographiques différentes pour augmenter la capacité. Une technique de conception d’AMFx est exploitée le principe de la diversité de polarisation pour générer un ou plusieurs des faisceaux dans chacune des polarisations orthogonales. Dans cette thèse, nous avons développé un système d’antenne à double faisceaux orthogonaux en polarisation circulaires (ADFO-PC) fonctionnant en bande K centrée à 20 GHz. Les performances du concept proposé seront validées par des prototypes fabriqués et mesurés expérimentalement en bande K (bande d’intérêt de 18 à 22 GHz) et centrée à 20 GHz. Cet ADFO-PC qui est un cas particulier d’AMFx, transmet deux faisceaux indépendant, un en polarisation circulaire droite et l’autre en circulaire gauche. L’ADFO-PC comprend deux métasurfaces transmissives. La première métasurface est un réseau transmetteur holographique (RTH) qui est bipolarisé, transmettant deux faisceaux orthogonaux et indépendamment en champ lointain dans les directions différentes en polarisation linéaire horizontale et verticale respectivement. La seconde métasurface est un polariseur circulaire qui convertit les deux faisceaux polarisés linéairement en deux faisceaux polarisés circulairement. Pour ce faire, nous avons d’abord développé au chapitre 3 une cellule élémentaire présentant des propriétés d’anisotropie (CEA) dont le motif est à base de croix de Jérusalem en grille (CJG) avec une plage de susceptance suffisante pour notre application. Ces CEAs ont permis de développer des cellules unitaires déphaseuses bipolarisées à quatre couches appropriée pour la conception du RTH. À partir de ces cellules nous avons conçu et mesuré d’abord un système d’antenne à double faisceaux orthogonaux en polarisation linéaire (ADFO-PL) et ensuite le polariseur circulaire (PC), développé au chapitre 4. L’ADFO-PC est finalement une association de ces deux métasurfaces. Une source primaire de référence qui est une antenne cornet à double polarisations linéaires connecté à un transducteur orthogonal de mode (OMT : Orthomode Transducer) transmettra deux ondes en polarisation linéaire le long des axes x et y.