Antennes encapsulées avec capacités de formation de faisceaux actifs

Les terminaux mobiles sans fil et les téléphones cellulaires dominent déjà la part de marché en termes de trafic de données. De plus en plus de personnes dans le monde dépendent de leurs terminaux mobiles pour effectuer toutes sortes de transferts de données, des services de localisation au visionnage de films et à la réponse aux e-mails. La cinquième génération (5G) de la norme sans fil fournira une augmentation d’au moins 10 à 100 fois la vitesse des données pour chaque utilisateur. Cela sera possible avec de nouvelles architectures radio qui utiliseront de nouveaux réseaux d’antennes et des configurations à entrées multiples et sorties multiples (MIMO) en plus de l’utilisation de bandes passantes plus élevées dans les bandes de fréquences millimétriques (ondes millimétriques). Le besoin de proposer de nouveaux systèmes d’antennes avec un petit facteur de forme et une commande de faisceau adaptable est très demandé.

Dans ce projet de recherche, nous proposerons et étudierons de nouveaux systèmes et réseaux d’antennes intégrés. Le concept de réseaux d’antennes encapsulés (EAA) sera introduit pour proposer des systèmes d’antennes pouvant couvrir les bandes inférieures à 6 GHz ainsi que les bandes 27-31 GHz avec des largeurs de bande d’au moins 1 GHz dans le premier et 2 GHz dans le plus tard. L’EAA sera équipé de mécanismes de commutation de faisceaux (couvrant +/- 45 degrés) à des bandes plus élevées et d’une capacité MIMO pour permettre de fournir des liaisons d’onde mm continues ainsi que de réduire les interférences avec les réseaux adjacents (c’est-à-dire à proximité ou dans des structures de dispositifs pliables. ). Le concept d’encapsulation est basé sur l’incorporation d’antennes à bande supérieure dans des antennes à bande inférieure pour obtenir des réseaux de plus petite taille avec une meilleure occupation de l’espace. L’EAA sera réalisé à l’aide d’antennes à résonateur diélectrique (DRA) pour couvrir les bandes inférieures à 6 GHz des normes 4G et 5G ainsi que celles à ondes mm. Pour réaliser ces EAA, des techniques de fabrication additive (AM) également appelées impression 3D seront utilisées pour créer des antennes DRA intégrées en encapsulant des antennes à constante diélectrique plus élevée (pour couvrir les bandes supérieures) dans celles à constante diélectrique inférieure (couvrant les bandes inférieures) de manière très précise. . MIMO EAA sera créé et intégré dans le boîtier du terminal mobile. Les réseaux d’alimentation de l’EAA seront réalisés en utilisant des techniques AM consistant à placer des excitateurs métalliques avec une grande précision dans les régions diélectriques pour exciter les modes et les champs appropriés en leur sein. Des valeurs d’efficacité supérieures à 70% seront ciblées pour tous les systèmes d’antennes dans toutes les bandes couvertes. Un élément clé dans la conception de telles antennes est la conception du cadre du téléphone imitant un vrai téléphone. Pour cette partie, nous utiliserons les dernières techniques de moulage par injection ou AM pour développer des composites en métal, en céramique et en fibre de verre qui sont généralement utilisés dans de vrais cadres de téléphone.