Les réseaux cellulaires ont connu et continuent de connaître des évolutions majeures à travers le monde. Plusieurs standards ont été déployés par tous les opérateurs depuis la fin des années 1980. L’engouement du grand public a vite fait saturer les premières générations et le nombre de services augmentent à chaque standard. Le développement d’un nouveau standard est l’occasion de simplifier l’architecture radio pour proposer une meilleure qualité de service (couverture radio ou débit). De nos jours, toute l’architecture a subi de grandes modifications sauf les antennes panneaux classiques qui posent des problèmes croissants surtout dans les centres villes. Ce mémoire s’oriente sur la possibilité d’améliorer les performances de deux antennes de station de base existantes. Ensuite, la conception d’éléments rayonnants compacts a été abordée afin de réduire la surface occupée par un réseau. Sa faisabilité a été validée puis présentée par la réalisation d’un réseau simplifié. Les résultats encourageants obtenus à la fin des travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour la réalisation d’une antenne de station de base compacte multibande avec l’ajout de nouvelles antennes compactes dans d’autres bandes de fréquence. / Cellular networks undergo majors changes in the world. Several standards have been deployed since 1980. The enthusiasm of the general public quickly saturated the first generations and the number of services increases for every standard. Development of a new one is the occasion to find new ways to simplify the radio architecture in order to relieve consumers high quality of service. Today, this radio architecture has been simplified but base station antennas have become more and more critical for their size and create problems in towns specially. Moreover, constraints from the government and consumers associations contest deployment of new base station. Works of the thesis are focused on increasing base station antenna gain based on two different technologies. Then, conception of compact radiating elements was developed and presented through a small array. Good results open new perspectives to realize a compact multiband base station antenna thanks to new compact radiating element sized in others frequency bands.

München, Techn. Univ., Diss., 2001. / Computerdatei im Fernzugriff.

München, Techn. Univ., Diss., 2001. / Computerdatei im Fernzugriff.

München, Techn. University, Diss., 2001.

Th. doct.-ing.--Trait. du signal--Grenoble--I.N.P., 1981. N°: DI 232.

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Le domaine de fréquences térahertz fait la liaison entre le monde des transistors et des lasers. Malgré les nombreuses applications possibles, il n’existe pas, à l’heure actuelle, de source térahertz compacte fonctionnant à température ambiante. De même, pour la détection d’impulsions térahertz, il n’existe pas vraiment de systèmes satisfaisants pour des applications en télécommunication. Nous avons étudié et caractérisé la croissance du GaAsSb épitaxié à basse température (GaAsSb- BT) afin d’obtenir un matériau résistif à temps de vie court pour l’élaboration de photocommutateurs. À partir de ce matériau, des antennes photocondutrices pour la génération d’impulsions térahertz ont été réalisées. Les premiers résultats obtenus sont encourageants bien que légèrement moins performants que le GaAs-BT et pourraient être améliorés en optimisant la croissance du GaAsSb-BT. En complément, nous avons réalisé des photodiodes à transport unipolaire (UTC-PD) en GaAsSb dont la réponse est similaire à celle des UTC-PD en InGaAs. L’intégration monolithique d’une UTC-PD en GaAsSb avec une antenne térahertz large bande a permis la génération d’une onde térahertz d’environ 300GHz, démontrant ainsi la faisabilité d’un tel dispositif pour la génération d’ondes térahertz. Pour la détection d’impulsions térahertz, nous avons conçu et simulé un monostable à base de diode à effet tunnel résonnant. Ce circuit est composé d’éléments passifs comme l’inductance pour fixer la durée de l’impulsion en sortie du monostable. La fréquence de résonance de cette inductance semble être la principale limitation pour la détection d’impulsions térahertz. / The terahertz frequency range makes the connection between the world of transistors and lasers. Despite the many potential applications, today there is not compact terahertz source operating at room temperature. Similarly, for detection of terahertz pulses, there is not really satisfying systems for telecommunication applications. We studied and characterized low temperature growth GaAsSb (LT-GaAsSb) to obtain a resistive material with short life time for the development of photoswitches. From this material, photoconductive antennas were made for the generation of terahertz pulses. The first results are encouraging although less efficient than the LT-GaAs and could be improved by optimizing the growth of LT-GaAsSb. In addition, we made uni-travelling carrier photodiodes (UTC-PD) in GaAsSb whose response is similar to the UTC-PD in InGaAs. The monolithic integration of UTC-PD in GaAsSb with a broadband terahertz antenna enabled the generation of terahertz waves around 300GHz, thus demonstrating the feasibility of such a device for generating terahertz waves. For detection of terahertz pulses, we have designed and simulated a monostable based on resonant tunneling diode. This circuit is composed of passive elements such as an inductor to determine the width of the output pulse of the monostable. The resonant frequency of the inductor appears to be the main limitation for the detection of terahertz pulses.

Au cours de la dernière décennie, un intérêt remarquable a été éprouvé en matière des réseaux ad hoc sans fil capables de s'organiser sans soutien des infrastructures. L'utilisation potentielle d'un tel réseau existe dans de nombreux scénarios, qui vont du génie civil et secours en cas de catastrophes aux réseaux de capteurs et applications militaires. La Fonction de coordination distribuée (DCF) du standard IEEE 802.11 est le protocole dominant des réseaux ad hoc sans fil. Cependant, la méthode DCF n'aide pas à profiter efficacement du canal partagé et éprouve de divers problèmes tels que le problème de terminal exposé et de terminal caché. Par conséquent, au cours des dernières années, de différentes méthodes ont été développées en vue de régler ces problèmes, ce qui a entraîné la croissance de débits d'ensemble des réseaux. Ces méthodes englobent essentiellement la mise au point de seuil de détecteur de porteuse, le remplacement des antennes omnidirectionnelles par des antennes directionnelles et le contrôle de puissance pour émettre des paquets adéquatement. Comparées avec les antennes omnidirectionnelles, les antennes directionnelles ont de nombreux avantages et peuvent améliorer la performance des réseaux ad hoc. Ces antennes ne fixent leurs énergies qu'envers la direction cible et ont une portée d'émission et de réception plus large avec la même somme de puissance. Cette particularité peut être exploitée pour ajuster la puissance d'un transmetteur en cas d'utilisation d'une antenne directionnelle. Certains protocoles de contrôle de puissance directionnel MAC ont été proposés dans les documentations. La majorité de ces suggestions prennent seulement la transmission directionnelle en considération et, dans leurs résultats de simulation, ces études ont l'habitude de supposer que la portée de transmission des antennes omnidirectionnelles et directionnelles est la même. Apparemment, cette supposition n'est pas toujours vraie dans les situations réelles. De surcroît, les recherches prenant l'hétérogénéité en compte dans les réseaux ad hoc ne sont pas suffisantes. Le présent mémoire est dédié à proposer un protocole de contrôle de puissance MAC pour les réseaux ad hoc avec des antennes directionnelles en prenant tous ces problèmes en considération. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Réseaux ad hoc, Antennes directives, Contrôle de puissance.

MODELISATION STATISTIQUE D'ANTENNES DANS LEURS ENVIRONNEMENTS Avec l'émergence des nouvelles technologies sans fils, la ressource spectrale est plus que jamais en voie de saturation. De nouvelles approches d'allocation fréquentielle s'imposent afin de mieux gérer la répartition du spectre. Le concept de la radio cognitive constitue une solution d'avenir pour relever ces défis, s'appuyant sur des terminaux conscients de leur environnement afin de pouvoir analyser ce dernier et s'y adapter de manière dynamique. Il est nécessaire pour cela de bien identifier les mécanismes liés à la propagation et au comportement du terminal, qui peuvent impacter la mise en œuvre et les performances de techniques de radio cognitive. A plus brève échéance, la disponibilité d'outils informatiques apportera une aide à la gestion efficace et dynamique du spectre. Ces outils implémenteront des algorithmes permettant de simuler le fonctionnement des réseaux sans fil dotés des techniques d'allocation dynamique du spectre puis de radio cognitive. Leur développement passe par la mise au point préalable de modèles simplifiés des blocs de base du simulateur, tels que le trafic, la propagation, et les terminaux. Le travail contenu dans le présent manuscrit s'est concentré sur l'étude des interactions entre les antennes et leurs perturbateurs proches dans une perspective de développement de tels modèles. Plusieurs configurations ont ainsi été étudiées en simulation et en mesure afin de représenter la diversité des situations d'usage pour deux types d'applications : la téléphonie mobile et les communications Ultra Large Bande haut débit. Des indicateurs de performances d'antennes ont été définis puis étudiés statistiquement pour illustrer la démarche suivie.

Ce projet de recherche a permis d'étudier l'émission d'un rayonnement térahertz (THz) par des antennes photoconductrices (PC) émettrices de type micro-ruban coplanaire. Ces antennes sont fabriquées sur substrats d'arséniure de gallium semi-isolant (GaAs-SI) ou sur ce même substrat ayant subit un traitement d'implantation ionique aux protons suivi d'un recuit thermique (GaAs:H). L'influence de ce procédé de fabrication sur les propriétés du matériau photoconducteur et sur les caractéristiques de l'antenne émettrice a été étudiée. Des mesures de photoconductivité résolue en temps effectuées sur les deux types de substrat montrent que le procédé d'implantation/recuit a eu pour effet de diminuer le temps de vie des photoporteurs de 630 ps à environ 4 ps, tandis que la mobilité n'est réduite que d'un facteur maximum de 1,6. Cette valeur de la mobilité des photoporteurs a par ailleurs été estimée à environ 100 cm$^2$/(V.s) pour le substrat GaAs:H. Les mesures électriques effectuées sur les antennes fabriquées sur les deux types de substrat montrent que le procédé d'implantation/recuit permet d'augmenter la résistivité de la couche active du dispositif d'un facteur 10 (elle passerait de 10$^{8}$ $\Omega$.cm pour le GaAs-SI à 10$^9$ $\Omega$.cm pour le GaAs:H). Les courbes courant-tension, en obscurité et sous illumination, de ces antennes suggèrent également que la densité de pièges profonds est fortement augmentée suite au traitement d'implantation/recuit. L'étude des caractéristiques des diverses antennes a permis de montrer l'intérêt de ce procédé de fabrication. Pour les antennes fabriquées sur GaAs:H, la largeur de bande est améliorée (elle atteint environ 3 THz) et l'amplitude du champ THz émis est augmentée par un facteur 1,4 (dans les mêmes conditions expérimentales). Le rapport signal/bruit des traces THz mesurées sur les antennes les plus performantes est $>$ 200. Une plus grande résistivité et une densité de pièges profonds plus élevée, permet d'appliquer de plus fortes tensions de polarisation sur ces antennes GaAs:H. Finalement, nos résultats ont montré que les améliorations des caractéristiques d'émission de ces antennes THz sont corrélées à la présence d'un champ électrique local plus élevé du coté de l'anode du dispositif.