Actuellement, les fantassins de l'armée française sont équipés d'un système de radiocommunication quand ils sont en intervention sur le terrain. L'antenne utilisée pour émettre et recevoir les signaux radiofréquences (RF) est du type monopole appelée antenne fouet placée parallèlement au corps du fantassin au niveau de la clavicule gauche. Cependant, l'antenne fouet perturbe le champ de vision des fantassins surtout lorsqu'ils tournent leur tête vers la gauche. De plus, la position de l'antenne fouet gêne les fantassins gauchers lorsqu'ils sont en position de tir. Enfin, l'antenne fouet rajoute un poids supplémentaire. Il est évident alors que l'intégration de l'antenne dans les gilets militaires permet de mieux répondre aux besoins des fantassins notamment en termes d'ergonomie. Cependant une telle intégration doit aussi répondre aux besoins d'efficacité de rayonnement, de couverture spatiale et de protection du corps vis-à-vis du rayonnement de l'antenne. De plus les contraintes liées à la technologie de réalisation doivent être prises en compte. La thèse est focalisée sur la conception et la caractérisation d'antennes intégrées aux gilets militaires. Le travail de recherche s'est fait dans le cadre du projet collaboratif GIANTE, soutenu par le dispositif DGA-RAPID, associant les partenaires complémentaires : SAFRAN Sagem, le laboratoire LCIS et ARDEJE. Le travail inclue tous les développements relevant de la conception électromagnétique avec la prise en compte du corps humain et le suivi de la réalisation par impression numérique assurée par ARDEJE qui possède la technologique jet d'encre. Il concerne également la caractérisation RF (adaptation, bande passante, diagramme de rayonnement) des antennes avec un banc expérimental adapté et l'évaluation des performances globales des antennes en environnements fonctionnels (milieu dégagé, milieu urbain, forêt). / Nowadays, the infantrymen of French army are equipped with a radio communication system when they are in field action. The antenna used to transmit and receive Radiofrequency (RF) signals is a monopole antenna called as whip antenna. It is placed parallel to the infantryman's body at the left clavicle. However, the whip antenna disrupts the field of view of infantrymen particularly when they turn their head to the left. Moreover, the position of the whip antenna bothers the left-handed infantrymen when they are in fire position. Finally, the whip antenna adds an additional weight to the infantrymen. Thus, it is obvious that the integration of the antenna into the military jackets allows to better meet the needs of infantrymen particularly in terms of ergonomy. However such an integration must also meet the needs in terms of radiation efficiency, spatial coverage and protection of the body against the antenna radiation. Moreover, the constraints of realization technology must be taken into account. The thesis is focused on the design and characterization of integrated antennas into military jackets. The research work is performed within the collaborative project GIANTE, supported by the DGA-RAPID frameproject, associating complementary partners: SAFRAN Sagem, laboratory LCIS, and ARDEJE. The work includes all the electromagnetic studies required by the environmental constraints by taking account the human body. It also includes the follow-up of the realizations made by ARDEJE that masters inkjet printing technologies. The RF characterization (impedance matching, bandwidth, radiation pattern) of antennas with a suitable bench test and the evaluation of global performances of antennas in functional environments (environment free from obstructions, urban areas, forest) are also part of the thesis work.

Actuellement, les fantassins de l'armée française sont équipés d'un système de radiocommunication quand ils sont en intervention sur le terrain. L'antenne utilisée pour émettre et recevoir les signaux radiofréquences (RF) est du type monopole appelée antenne fouet placée parallèlement au corps du fantassin au niveau de la clavicule gauche. Cependant, l'antenne fouet perturbe le champ de vision des fantassins surtout lorsqu'ils tournent leur tête vers la gauche. De plus, la position de l'antenne fouet gêne les fantassins gauchers lorsqu'ils sont en position de tir. Enfin, l'antenne fouet rajoute un poids supplémentaire. Il est évident alors que l'intégration de l'antenne dans les gilets militaires permet de mieux répondre aux besoins des fantassins notamment en termes d'ergonomie. Cependant une telle intégration doit aussi répondre aux besoins d'efficacité de rayonnement, de couverture spatiale et de protection du corps vis-à-vis du rayonnement de l'antenne. De plus les contraintes liées à la technologie de réalisation doivent être prises en compte. La thèse est focalisée sur la conception et la caractérisation d'antennes intégrées aux gilets militaires. Le travail de recherche s'est fait dans le cadre du projet collaboratif GIANTE, soutenu par le dispositif DGA-RAPID, associant les partenaires complémentaires : SAFRAN Sagem, le laboratoire LCIS et ARDEJE. Le travail inclue tous les développements relevant de la conception électromagnétique avec la prise en compte du corps humain et le suivi de la réalisation par impression numérique assurée par ARDEJE qui possède la technologique jet d'encre. Il concerne également la caractérisation RF (adaptation, bande passante, diagramme de rayonnement) des antennes avec un banc expérimental adapté et l'évaluation des performances globales des antennes en environnements fonctionnels (milieu dégagé, milieu urbain, forêt). / Nowadays, the infantrymen of French army are equipped with a radio communication system when they are in field action. The antenna used to transmit and receive Radiofrequency (RF) signals is a monopole antenna called as whip antenna. It is placed parallel to the infantryman's body at the left clavicle. However, the whip antenna disrupts the field of view of infantrymen particularly when they turn their head to the left. Moreover, the position of the whip antenna bothers the left-handed infantrymen when they are in fire position. Finally, the whip antenna adds an additional weight to the infantrymen. Thus, it is obvious that the integration of the antenna into the military jackets allows to better meet the needs of infantrymen particularly in terms of ergonomy. However such an integration must also meet the needs in terms of radiation efficiency, spatial coverage and protection of the body against the antenna radiation. Moreover, the constraints of realization technology must be taken into account. The thesis is focused on the design and characterization of integrated antennas into military jackets. The research work is performed within the collaborative project GIANTE, supported by the DGA-RAPID frameproject, associating complementary partners: SAFRAN Sagem, laboratory LCIS, and ARDEJE. The work includes all the electromagnetic studies required by the environmental constraints by taking account the human body. It also includes the follow-up of the realizations made by ARDEJE that masters inkjet printing technologies. The RF characterization (impedance matching, bandwidth, radiation pattern) of antennas with a suitable bench test and the evaluation of global performances of antennas in functional environments (environment free from obstructions, urban areas, forest) are also part of the thesis work.

A uniplanar balun that transforms unbalanced coplanar waveguide (CPW) to balanced coplanar strip line (CPS) is characterised through simulation and measurement. By illustrating the effect of many of the critical design parameters, the operation of this balun is discussed and a set of design criteria is defined. The parameter study discusses the size and shape of the radial open, the type and length of the CPW taper and the thickness and type of the bond wires. Newly developed etched bond wires are implemented to provide better manufacturing repeatability and reliability. A complete balun testing procedure is developed and described, consisting of three separate tests. The balun is tested in the normal back-to-back configuration, as a terminated single balun, and the magnitude and phase imbalance is also determined by using a three-port test circuit connected to the balun. The advantages of implementing this full test procedure, and thus fully characterising the balun under test, are emphasised throughout. Results obtained by using this procedure show that the basic balun works well over the full operating band, except for the phase imbalance, which is usable but not optimal. A simple technique to correct the phase imbalance of the balun is introduced, and validated through measurements of the balun connected to the three-port test circuit. As a final validation the balun is connected as feed for an etched dipole antenna for which good impedance matching and pattern results are shown. AFRIKAANS : ’n Enkelvlak balon (BALans-na-ONbalans) wat van ongebalanseerde enkelvlak golfgeleier (CPW) na gebalanseerde enkelvlak strooklyn (CPS) transformeer, word gekarakteriseer deur simulasie en metings. Deur die effek van baie van die kritiese ontwerpsparameters te demonstreer, word die werking van die balon bespreek en ’n stel ontwerpskriteria opgestel. Die parameter studie bespreek die radiale ope struktuur se vorm en grote, die tipe en lengte van die CPW transformator and die dikte en tipe van die konneksie drade. Nuut ontwikkelde geëtste konneksie drade word geïmplementeer om beter vervaardigingsherhaalbaarheid en betroubaarheid te verseker. ’n Volledige balon toetsprosedure word ontwikkel en beskryf en bestaan uit drie aparte toetse. Die balon word getoets in die normale rug-aan-rug konfigurasie, as ’n enkel getermineerde balon en die grote asook fase van die wanbalans word bepaal deur die gebruik van ’n drie-poort toetsbaan wat aan die balon gekoppel word. Die voordele verbonde daaraan om hierdie volledige toetsprosedure toe te pas, en daardeur die balon volledig te karakteriseer, word deurlopend beklemtoon. Die resultate wat hierdie prosedure oplewer wys dat die basiese balon goed werk oor die volledige frekwensieband, behalwe vir die fase-wanbalans parameter, wat bruikbaar, maar nie ideaal is nie. ’n Eenvoudige tegniek om die fase-wanbalans van die balon te korrigeer word bekend gestel en getoets deur die drie-poort toetsbaan weer te gebruik. As ’n finale validasie word die balon aan ’n geëtste dipool gekoppel word, waarvan goeie impedansie aanpassings en patrone gewys word. Copyright / Dissertation (MEng)--University of Pretoria, 2010. / Electrical, Electronic and Computer Engineering / unrestricted

Power dividers are vital components and widely used in radio technology, such as antenna arrays, power amplifiers, multiplexers and mixers. A good example is the well-known Wilkinson power divider with its distinctive feeding network characteristics. A comprehensive review indicated that limited research is carried out in the area of planar multiport and reconfigurable power dividers in terms of the power levels between output ports. The main objectives of this work were to develop a small size power divider, a planer multi-output ports power divider and a power divider with a reconfigurable power division ratio. These power dividers were designed to operate over either an ultra-wideband frequency (3.1-10.6 GHz) or WLAN bands (2.4 or 5.2 GHz). A novel multi-layered topology solved the complexity of interconnecting isolation resistors by introducing an additional layer below the ground layer. The prototype was fabricated and tested to validate the results. The measurements and simulation were in good agreement. Finally, a novel uniplanar power divider with reconfigurable output power level difference was developed. The configurability feature was achieved by tuning the quarter wave transformer using one varactor diode. The power divider was applied to improve a full duplex system cancellation performance at the receiver element caused by interference from in-site transmitting antennas. This study investigated fixed power dividers, multi-output power dividers and reconfigurable power dividers. The measurements validated by the simulation results and applications proved the designed power dividers could be used in practical applications. / Higher Committee for Education Development (HCED), Iraq