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BAN antennas conception and channel modelling, Les études présentées dans cette thèse font l’objet d’un travail innovant concernant la conception des antennes pour les réseaux de type BAN et la modélisation des canaux associés. L’ouvrage de thèse est réparti en quatre chapitres. Deux chapitres sont consacrés à la modélisation de la propagation le long du corps où l’on montre que les formulations analytiques d’ondes de surface et d’ondes rampantes sont applicables dans ce contexte. L’effet des tissus adipeux est également pris en compte par le biais d’un modèle à trois couches (peau, graisse et muscle) et renseigne sur la variabilité du bilan de liaison suivant les personnes. Ce type de modélisation est le premier à inclure les formes du corps, les caractéristiques électriques des tissus biologiques et les caractéristiques de rayonnement des antennes. Une méthode basée sur l’autocorrélation du canal est également présentée afin de connaître les temps de cohérences des évanouissements lents et rapides. Par la suite, il est montré comment les évanouissements lents sont extraits par le biais d’un filtrage FFT fonction du temps de cohérence associé. L’étude des canaux se termine sur une série de mesures en chambre anéchoïde qui a permis de vérifier la validité des modèles analytiques. Des mesures en milieu indoor ont abouti à la proposition de plusieurs modèles statistiques basés sur une loi de Nakagami-m fonction de la distance sur le corps. Deux autres chapitres sont consacrés à la conception d’antennes à proximité de tissus biologiques et devant être intégrées dans des biocapteurs ou des vêtements. Pour cela, nous nous sommes particulièrement intéressés aux structures en F-inversé comme les IFA imprimées et les PIFA. Nous avons également réalisé des monopôles courts ayant un comportement de type magnétique. Nous montrons par le biais de simulations et de mesures sur un fantôme que seules les antennes du type monopôle et PIFA permettent une bonne excitation des ondes de surface. On montre par la suite l’influence du facteur de qualité d’une antenne sur son rendement et l’on en conclue qu’une antenne doit présenter un facteur de qualité faible pour avoir un bon rendement. La désensibilisation d’une antenne face au corps est également présentée. L’emploi de feuilles de ferrites aide à concentrer le champ réactif et limite ainsi les inévitables désadaptations dues au corps. Le coefficient de qualité joue également un rôle important dans le comportement de l’antenne face aux variabilités des tissus biologiques. L’estimation du rendement est un autre point difficile à réaliser lorsque les antennes sont sur le corps. Malgré tout nous proposons une nouvelle méthode que nous vérifions par simulation. Finalement, une structure à diversité est également proposée. Cette dernière tient compte des connaissances acquises au long de ce travail de recherche. Une sélection des meilleurs types d’antennes du point de vu canal et rendement est réalisée. La structure choisie est composée d’une PIFA et d’un monopôle court découplés par le biais de fentes λ/4. Des mesures in situ en milieu indoor donnent un gain en diversité maximum de 8.1 dB pour un schéma de type sélection

This thesis deals with the study of RF MEMS based reconfigurable antennas. The consideredapproach is the radiation pattern diversity for mobile and base station. It reveals itself aninteresting diversity scheme especially in indoor conditions as it enables link budget optimization,and provides a way to reduce fading in multipath environments, raise up data rate and meanwhilethe number of users by reducing interferences between them.A state-of-the-art about reconfigurable antennas solutions along with an introduction to RF MEMSis presented. These components show high RF performances, great linearity, along with muchreduced power consumption compared to their equivalent solid-state devices. These advantagesbecome even more obvious at millimeter-wave frequencies, where new applications areemerging. In addition, they can be integrated with CMOS circuits on silicon or fabricated with theantenna on various substrates.The main developments in this study are the implementation of a modeling and optimizingmethod of parasitic antenna arrays and the integration in these antennas, through equivalentelectrical models, of radiofrequency microelectromechanichal (MEMS RF) switches, in order toreconfigure their radiation patterns.It indeed reveals itself necessary to model these systems in order to have a reliable, efficientdesign of switched parasitic array antennas. Beyond these modeling efforts, passive antennaprototypes haves been realized and measured, validating the whole design method. An activeprototype, integrating RF MEMS devices have then be developed. The problem of modeling andintegrating these RF MEMS devices in antennas has then been tackled. Beam forming antennashave eventually been developed, based on reconfigurable antenna cells, each forming a subarrayof a larger array., Ce mémoire traite de l'étude d'antennes reconfigurables à base de MEMS RF. L'approcheretenue est la diversité de diagramme de rayonnement de la station de base et du mobile. Ellepeut être particulièrement intéressante dans un environnement indoor (à l'intérieur d'un bâtiment)pour lutter contre les évanouissements provoqués par les réflexions multiples et augmenter laportée des systèmes, ce qui optimise les bilans de liaison améliore les débits de transmission,l'autonomie et permet par ailleurs d'augmenter le nombre d'utilisateurs en diminuant lesinterférences entre eux.Un état de l'art des solutions d'antennes reconfigurables ainsi qu'une introduction des MEMS RFest présentée. Ces composants présentent à la fois des performances RF très élevées, unelinéarité accrue, pour un encombrement, un poids et une consommation de puissance bien plusfaible que leurs équivalents à semi-conducteurs. Ces avantages deviennent encore plus évidentsaux fréquences millimétriques où de nouvelles applications émergent. De plus, ils peuvent êtreintégrés à des circuits en technologie CMOS sur du silicium ou encore fabriqués sur de nombreuxsubstrats avec l'antenne.Les développements essentiels de cette étude sont la mise en oeuvre d'une méthode demodélisation et d'optimisation de réseaux à éléments parasites afin de former des diagrammesdépointés et l'intégration, via des modèles électriques équivalents, d'interrupteursmicroélectromécaniques radiofréquences (MEMS RF) afin de rendre ces antennesreconfigurables en diagramme de rayonnement.Il s'est en effet avéré qu'il était nécessaire de modéliser ces systèmes afin de développer unedémarche de conception efficace des réseaux à antennes parasites commutées. Suite à cesefforts de modélisation, des prototypes d'antennes passifs ont été réalisés et mesurés,permettant de valider la méthode de conception. Un prototype actif utilisant des composantsMEMS RF a ensuite été développé. Des antennes à formation de faisceaux ont également étédéveloppées sur la base de cellules composées chacune d'une antenne reconfigurableconstituant un sous réseau d'un réseau plus large.