Étude et réalisation de matrices à commutation de faisceaux en technologie guide d'ondes intégré au substrat

Les applications radar pour les voitures demandent des composants de hautes performances mais avec faible coût de revient. Cette thèse présente la conception des réseaux d'alimentation d'antennes en ondes millimétriques utilisant la technologie du guide d'ondes intégré aux substrats (GIS), pour satisfaire les exigences du coût et du faible encombrement dans ces applications de radar. Dans un système radar, l'antenne défini la largeur du secteur couvert, la portée, la discrimination angulaire et le filtrage du bruit généré par d'autre sources. Généralement les antennes intelligentes remplissent ce cahier des charges. La direction dans laquelle le réseau ayant la réponse maximale serait la direction du pointage de faisceau. Pour un choix de faisceau dans une direction désirée, un ajustement de phase doit être accompli. Les matrices à commutation donnent des distributions de phase aux sorties différentes pour chaque port d'entrée. Le guide d'ondes intégré aux substrats (GIS) offre une technologie intéressante pour les réseaux d'alimentation d'antennes en termes de faible pertes par radiation, ce qui assure un très faible niveau d'interférences et d'effets parasitiques entre les circuits de GIS. Nous proposons dans ce travail plusieurs matrices de formation de faisceaux basées sur la technologie GIS. La thèse est présentée sous forme d'articles. Ce travail montre les étapes entreprises afin de mener à terme la conception, la fabrication, les mesures et l'évaluation de plusieurs topologies de la matrice de Butler. Nous verrons donc dans un premier temps les composants nécessaires au bon fonctionnement d'un tel système soit: les coupleurs 3 dB, les déphaseurs et les croisements. Le choix de la configuration sera justifié pour chacun de ces éléments. L'usage de simulateur (Ansoft HFSS) basé sur la méthode des éléments finis (une méthode à ondes complètes) sera nécessaire dans ce travail. Ce logiciel donne des résultats assez proches des essais expérimentaux. Trois matrices de Butler sont développées, la première à 77 GHz sans croisement, une deuxième est une structure à deux couches à 24 GHz et la troisième est une matrice complètement planaire avec un coupler 0 dB à 12.5 GHz.