Optimisation des antennes-relais en vue de réduire l’exposition humaine aux ondes électromagnétiques dans les réseaux cellulaires

Details

Supervisors

Craeye, Christophe ; Oestges, Claude

Faculty

Ecole polytechnique de Louvain

Degree label

Master [120] : ingénieur civil électricien

Abstract

Ce mémoire s'inscrit dans une recherche d'optimisation des antennes-relais en vue de réduire l'exposition humaine aux ondes électromagnétiques dans les réseaux cellulaires. La recherche d'optimisation peut être divisée en deux objectifs principaux. Le premier objectif revient à concevoir une antenne double bande qui émet sur les bandes de fréquence allouées au réseau cellulaire 4G/LTE et potentiellement 5G. Il commence par le dimensionnement des différentes parties qui composent l'antenne. Ensuite, il présente les simulations réalisées par le logiciel CST lors de l'optimisation de l'antenne ainsi que les résultats obtenus. Enfin, il confirme le bon fonctionnement de l'antenne et présente les étapes qu'il reste à mettre en place jusqu'au test de l'antenne dans une chambre anéchoique. Le second objectif est l'adaptation du diagramme de rayonnement de l'antenne en fonction du milieu dans lequel elle se trouve. Tout d'abord, une reconfiguration du diagramme de rayonnement de l'antenne est présentée grâce à la simulation de différents modèles de radiateur auxiliaire placés dans le champ de vision de l'antenne. Cette section permet de mettre en évidence une relation entre le diagramme de rayonnement et les charges des dipôles parasites qui composent le radiateur auxiliaire. Enfin, une mise en situation d'une antenne sur la place Eugène Flagey à Bruxelles est étudiée. Cette situation va permettre d'étudier la résillience de l'antenne face à un dépointage du champ de vision pour lequel elle a été optimisée. Différents dépointages vont être appliqués à l'antenne-relais. Les résulats présentent que l'antenne optimisée est résiliente pour un dépointage de 15 degrés. Le mémoire s'achève sur le dispositif utilisé qui permet de faire varier électroniquement les charges des dipôles qui composent le radiateur auxiliaire. Il présente le circuit utilisé ainsi que les éléments qui prennent part au radiateur auxiliaire. Enfin, il va introduire les mesures prises avec leur méthode de post-traitement. Pour conclure, l'étude réalisée sur l'optimisation des antennes-relais en vue de réduire l'exposition humaine aux ondes électromagnétiques dans les réseaux cellulaires est possible grâce à l'utilisation de la technique des radiateurs auxiliaires. Ils permettent de créer une plus grande homogénéité de l'exposition au réseau cellulaire sans modifier significativement la qualité de service de communication.