Réalisation d'une antenne yagi-uda microstrip

[Diker]

Bonjour la communauté !

Dans le cadre d'un projet perso que je mène avec des amis, j'ai été chargé de la réalisation d'une antenne yagi-uda microstrip. J'ai 3 conditions : elle doit avoir une bande passante de 6GHz à 7,5GHz, un gain de 10dB et une polarisation linéaire. Cependant, j'ai pas beaucoup de connaissances sur le sujet et mes intenses recherches ne m'ont apportées que peu d'informations (surtout dans le cadre microstrip).
J'aimerais donc savoir comment la réaliser, d'un point de vue théorique du moins (dimensions,...) ? Pourriez vous m'éclairer svp ?

Merci par avance pour votre très précieuse aide et bon après midi
-----

[Fustigator]

Bonjour

Déjà un article sur la question ici : https://publications.polymtl.ca/466/...vierKramer.pdf

[annjy]

Bsr,

qui dit yagi dit polar linéaire.....
Maintenant, je n'ai pas vérifié, mais il faut voir si la bande passante (à combien de dB ????) et le gain sont compatibles d'une yagi.....

il y a beaucoup de conditions :
- yagi
- microstrip
- 6GHz à 7,5GHz
- gain de 10dB

voir si tout ça est compatible.....

cdlt,
JY


PS: je n'ai pas vérifié non plus si cette bande de fréquence est autorisée pour le quidam lambda....

[annjy]

re,

un peu de lecture....
http://f5zv.pagesperso-orange.fr/RAD...y/RM08y00.html

cdlt,
JY

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6exb]

PS: je n'ai pas vérifié non plus si cette bande de fréquence est autorisée pour le quidam lambda....

Ça tombe dans les faisceaux hertziens.

Et un peu la défense quand même :
https://www.hypercable.fr/images/sto...eau_derive.pdf

[annjy]

Ça tombe dans les faisceaux hertziens.

Et un peu la défense quand même :
https://www.hypercable.fr/images/sto...eau_derive.pdf

+ les coms satellites....

[Fustigator]

Bsr,

qui dit yagi dit polar linéaire......

On peut faire du circulaire en Yagi mais pas en microstrip : on met 2 Yagi à angle droit, avec la ligne d'alimentation d'une des deux plus longue d'1/4 onde. Suivant qu'on allonge la ligne de la verticale ou de l'horizontale, et suivant le coté "chaud" du radiateur ou obtient une polar lévogyre ou dextrogyre.

Ce type de montage sert dans deux cas :
- si on veut une polar circulaire (logique .....)
- si on sait que "en face" c'est une polar plane mais on ne la connait pas a priori : l'atténuation entre une plane et une circulaire n'est que de 3 dB; à l'époque où le trafic OM sur les bandes 2m et 70cm était encore important, ça permettait d'avoir une antenne commune pour le trafic en BLU (en général polar H) et FM (en général polar V pour les mobiles). De plus c'est pratique (et s'utilise toujours) pour le trafic SAT, car la polar plane du sat n'a pas toujours un angle bien défini.

[f6bes]

Bjr Diker, Juste une question pourquoi avoir choisi une ...yagi ?
A ces fréquences là c'est tout à fait...illusoir de vouloir réaliser suivantt cette technologie. Il te faudra connaitre les caractéristiques de ton subtrat.
Si tu n'a pas l'outillage nécessaire (pont réflecto...etc à ces fréquences) tu n'iras pas loin.
Il y a d'autre type d'antennes capables d'avoir le gain demandé saans trop de complication.
Voir les antennes " cornet". Il y a des antennes corner prévu pour du large bande.
Il faut éviter de se compliquer la vie dés le départ.
Bonne journée

[Vincent PETIT]

Salut à tous,
Visiblement ils en ont fait une ici : https://www.researchgate.net/publica...Fi_application (proche de la fréquence qui t'intéresse donc a adapter)
Cliquez sur le bouton Download Full-Text PDF ou descendez un peu plus bas sur le site pour lire le document

Concernant un simulateur d'antenne gratuit, si quelqu'un connait je suis preneur. Pour le design microstrip simple, le couple Ansoft Designer Student Edition (éditeur+simulateur) + Sonnet Lite (analyse RF) sont gratuits et fonctionnent bien mais ça reste de l'analyse en champs proche. Pour les champs lointains (antenne) je n'en trouve pas. Merci... au cas où

[penthode]

il existe EZNEC , qui n'est pas gratuit , mais imbattable pour le tarif !

https://www.eznec.com

[annjy]

On peut faire du circulaire en Yagi mais pas en microstrip : on met 2 Yagi à angle droit, avec la ligne d'alimentation d'une des deux plus longue d'1/4 onde. Suivant qu'on allonge la ligne de la verticale ou de l'horizontale, et suivant le coté "chaud" du radiateur ou obtient une polar lévogyre ou dextrogyre.
........

il y a aussi des polariseurs, mais à mon avis on est hors sujet.....

cdlt,
JY

[Diker]

Déjà, je tiens à vous remercier pour vos réponses. Ca fait beaucoup de lecture, mais c'est super sympa de m'aider.
Du coup je vais essayer de répondre au mieux à tout le monde :
- Le choix de la yagi vient du fait qu'elle a été beaucoup étudiée et je me suis dit que de la théorie dessus serait facile à trouver et facilement compréhensible
- Pas de soucis pour la réalisation de l'antenne, on l'externalisera (on a juste ces conditions : permitivité relative de 2.55, pertes diélectrique de 0.0015, le substrat aura une épaisseur de 1.5mm et le cuivre de 35µm)
- J'ai lu tous les documents que vous m'avez tous proposé mais je dois avoué que je suis un peu perdu : je ne comprends toujours pas comment le dimensionnement des antennes a été réalisé
- Pas de soucis pour l'utilisation de ces fréquences, ce projet sert uniquement à test et ne sera jamais utilisé en "conditions réelles)

En fait, pour résumer, je ne comprends pas la démarche que je dois mener pour la réalisation de cette antenne particulière (commencer par poser la linéarité, le gain, la bande passante ?, comment cummuler tous les critères ?, comment poser les dimensions ?)

J'ai conscience que j'en demande peut-être beaucoup mais je pars de quasiment rien niveau bagage théorique et ce projet est vraiment important pour moi.

Merci encore pour toute votre aide !

[gwgidaz]

Bonjour,

Ce qu'on appelle les "antennes yagi microstrip" comprennent deux types d'antennes très différentes :

-les antennes multicouche : les éléments sont "empilés" sur plusieurs couches et le rayonnement se fait perpendiculairement au plan de masse.

- les antennes imprimées sur un seul plan , le rayonnement se fait presque parallèlement au plan de masse.

Ces antennes ont la contrainte de ne pas rayonner dans une direction, derrière le plan de masse ...Sans cette contrainte , il y a bien plus simple: imprimée sur un plan, sans plan de masse

J'ai vu ces deux types dans ce fil de discussion. Il faudra choisir. La bande passante doit être un critère , car dès qu'on introduit un plan de masse, il faut s'attendre à une réduction de la bande passante....

Partir d'une yagi "normale" pour comprendre d'abord le principe, les autres questions auront alors une réponse.

[Diker]

Je te remercie encore de ta réponse et je vais suivre ton conseil.

Je me suis cependant demandé si partir sur un réseau de plusieurs antennes rectangulaires ne serait pas plus simple ? Sans prendre en compte le gain, en fonction de mes critères de bande passante, 4 antenne devraient plus ou moins suffir ? Et si j'ai bien compris, ensuite, il ne me reste plus qu'à les répéter pour augmenter le gain ? L'avantage est que j'ai pas forcément de problème de place et que des relations très simples existent pour ces antennes (même des calculateurs http://www.emtalk.com/mpacalc.php?er..._list=Wmm&Rin=)

La seule chose à voir serait les adaptations mais ça doit se faire facilement ça non ?

Merci encore en tous cas !

[gwgidaz]

Bonjour,

Oui, mais alors ce n'est plus le cahier de charge de départ, où tu demandais des infos pour une yagi...

Je suppose que ce que tu appelles "antenne rectangulaire", c'est une antenne "patch". Il y a sur internet des tas de schémas.
Le groupement de ces patch obéit aux mêmes règles que tous les groupements d'antennes identiques : on gagne en théorie 3dB chaque fois qu'on double le nombre, à condition de respecter un espacement minimum. Bien sur, en pratique, on doit prendre en compte les pertes dues aux lignes et au couplage entre patch.

Souvent on les couple deux par deux: si chacun fait 50 ohms, on réalise un coupleur pour retrouver 50 ohms en sortie du coupleur, et on réalise alors le couplage de deux groupes, etc...
Un coupleur intéressant est le coupleur de wilkinson : on imprime une ligne quart d'onde de Zc = 75 ohms pour transformer l'impédance de 50 à 100 ohms, puis on met les deux sorties 100 ohms en parallèle, pour retrouver 50 ohms, puis on recommence avec deux de ces sorties... Pour plus de détails sur le coupleur de wilkinson, et pour les transformations d'impédance par ligne quart d'onde voir au chapitre 3 de http://pratique-rfcircuits.monsite-orange.fr/
( ici, pour des antennes en phase, pas besoin de la résistance R de 100 ohms)

Pour réduire le nombre de coupleurs , on peut aussi partir d'antennes patch de sortie 100 ohms. Bien sur, il faut une ligne de Zc = 100 ohms pour arriver à la mise en parallèle de deux lignes, des lignes de longueurs égales pour respecter la phase entre chaque antenne. On peut aussi placer la ligne quart d'onde de Zc = 75 ohms juste en sortie de chaque patch, et continuer jusqu'à la conjonction de deux lignes pour faire 50 ohms en les mettant bêtement en parallèle.

Le groupement d'antennes augmente le gain, donc aussi la directivité. Si un alignement de plusieurs antenne en phase a une longueur D ( D entre les antenne d'extémité) ,le faisceau de rayonnement maxi est perpendiculaire à l'alignement, et le gain baisse de 3 dB environ quand on s'éloigne de l'axe de l'angle alpha tel que sin (alpha) = lambda/ 4D
On fait le même raisonnement selon les deux dimensions si on réalise un quadrillage avec des patch...;

[annjy]

Bsr,

Je rejoins la réflexion de F6bes au post #8.

A moins que le microstrip soit une contrainte incontournable, au vu des fréquences d'utilisation, de la bande passante, du gain, j'aurais opté pour une antenne cornet.

Quant à la fabriquer, ce n'est pas gagné (nota : le microstrip non plus.... Attention, c'est un métier à part entière !)

On en trouve par exemple chez Cobham (voir la 5201)
https://www.google.com/url?sa=t&rct=...kPWc2uaLAU2SYU

Mais j'ai peur du prix....

cdlt,
JY