Le succès du système GSM et la croissance qu'il a occasionnée auprès du grand public, ont entraîné une saturation de la bande passante disponible. Pour remédier à ce problème un système dérivé a été mis en place : le DCS 1800 (Digital Cellular System).
La division « sites et infrastructures » de Maroc Télécom se trouve dans l'obligation d'opter pour le déploiement de ce nouveau réseau cellulaire en parallèle avec l'existant.
Le projet suivant présente une nouvelle solution d'antennes bi-bandes pouvant être utilisées pour les deux réseaux en même temps.
Sommaire
CHAPITRE I : SPÉCIFICATION DE L'INFRASTRUCTURE SERVICE MOBILE INTRODUCTION I. PRÉSENTATION DE MAROC TELECOM I.1 Historique I.2 Maroc Télécom en chiffres I.3 Organisation de Maroc Télécom I.4 Organigramme de Maroc Télécom I.5 Présentation de la Division Sites et Infrastructures II- RESEAUX GSM900 ET DCS1800 II.1 Présentation des différents éléments du réseau II.1.1 Le sous système radio BSS II.1.2 Le sous système réseau NSS II.1.3 Le sous système d'exploitation et de maintenance OSS II.2 Concept de réseau cellulaire II.3 Concept de réseau multicouche II.4 Concept de station de base multicellulaire II.5 Station de base II.5.1 Spécification et caractéristiques d'une BTS en GSM 900 II.5.2 Spécification et caractéristiques d'une BTS en DCS 1800 II.6 Concept de réseau bi-bande III. ANTENNES POUR BTS III.1 Dipôles élémentaires III.2 Antennes imprimées IV CONCLUSION CHAPITRE II:SPECIFICATION DES ANTENNES MICRORUBANS I. ANTENNES MICRORUBANS I.1 Introduction I.2 Avantages et limitations des antennes patchs I.3 Alimentation des éléments rayonnants I.4 Mécanismes de rayonnement de l'antenne patch rectangulaire I.5 Influence des paramètres géométriques sur les caractéristiques de l'antenne I.5.1 Largeur W du patch I.5.2 Longueur L du patch I.6 Calcul de l'impédance caractéristique d'une ligne microstrip I.7 Équations pour le calcul de W à partir de Z et de II. ETUDE DU COMPORTEMENT DES ONDES II.1 Mise en évidence du phénomène de réflexion II.2 Paramètres S II.2.1 Terminologie II.2.2 La matrice S III METHODES D'ADAPTATION III.1 Transformateur d'impédance à ligne quart d'onde III.2. Stub IV. CARACTERISTIQUES D'UNE ANTENNE IV.1 Bande d'utilisation IV.2 Impédance de rayonnement IV.3 Gain IV.4 Directivité IV.5 Polarisation de l'onde rayonnée IV.6 Diagramme de Rayonnement IV.7 Angle d'ouverture à -3dB IV.8 Puissance active rayonnée V. ANTENNES RESEAUX À ELEMENTS IMPRIMES V.1 Alimentation parallèle d'un réseau linéaire V.2 Réalisation d'un coupleur de Wilkinson V.3 Mise en réseau
VI CARACTÉRISTIQUES DE L'ANTENNE À CONCEVOIR VII. CONCLUSION CHAPITRE III: CONCEPTION ET SIMULATION I. PRESENTATION DE L'OUTIL ADS II CONCEPTION D'UNE ANTENNE RÉPONDANT AU CAHIER DES CHARGES II.1 Calculs de base et pré-dimensionnement d'une antenne patch rectangulaire II.2 Les différentes structures microrubans bibandes simulées II.3 Amélioration de la structure II.4 Solution proposée II.4.1 Première approche II.4.2 Deuxième approche II.4.2.1 Réseau à deux éléments II.4.2.2 Structure à quatre éléments II.4.2.3 Généralisation III. CONCLUSION CHAPITRE IV: REALISATION MESURES ET VALIDATION I. INTRODUCTION II. ETAPE DE RÉALISATION II.1. Cahier des charges II.2 Réalisation
CONCLUSION GÉNÉRALE
GLOSSAIRE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXE 1
ANNEXE 2
CHAPITRE I : SPÉCIFICATION DE L'INFRASTRUCTURE SERVICE MOBILE INTRODUCTION I. PRÉSENTATION DE MAROC TELECOM I.1 Historique I.2 Maroc Télécom en chiffres I.3 Organisation de Maroc Télécom I.4 Organigramme de Maroc Télécom I.5 Présentation de la Division Sites et Infrastructures II- RESEAUX GSM900 ET DCS1800 II.1 Présentation des différents éléments du réseau II.1.1 Le sous système radio BSS II.1.2 Le sous système réseau NSS II.1.3 Le sous système d'exploitation et de maintenance OSS II.2 Concept de réseau cellulaire II.3 Concept de réseau multicouche II.4 Concept de station de base multicellulaire II.5 Station de base II.5.1 Spécification et caractéristiques d'une BTS en GSM 900 II.5.2 Spécification et caractéristiques d'une BTS en DCS 1800 II.6 Concept de réseau bi-bande III. ANTENNES POUR BTS III.1 Dipôles élémentaires III.2 Antennes imprimées IV CONCLUSION CHAPITRE II:SPECIFICATION DES ANTENNES MICRORUBANS I. ANTENNES MICRORUBANS I.1 Introduction I.2 Avantages et limitations des antennes patchs I.3 Alimentation des éléments rayonnants I.4 Mécanismes de rayonnement de l'antenne patch rectangulaire I.5 Influence des paramètres géométriques sur les caractéristiques de l'antenne I.5.1 Largeur W du patch I.5.2 Longueur L du patch I.6 Calcul de l'impédance caractéristique d'une ligne microstrip I.7 Équations pour le calcul de W à partir de Z et de II. ETUDE DU COMPORTEMENT DES ONDES II.1 Mise en évidence du phénomène de réflexion II.2 Paramètres S II.2.1 Terminologie II.2.2 La matrice S III METHODES D'ADAPTATION III.1 Transformateur d'impédance à ligne quart d'onde III.2. Stub IV. CARACTERISTIQUES D'UNE ANTENNE IV.1 Bande d'utilisation IV.2 Impédance de rayonnement IV.3 Gain IV.4 Directivité IV.5 Polarisation de l'onde rayonnée IV.6 Diagramme de Rayonnement IV.7 Angle d'ouverture à -3dB IV.8 Puissance active rayonnée V. ANTENNES RESEAUX À ELEMENTS IMPRIMES V.1 Alimentation parallèle d'un réseau linéaire V.2 Réalisation d'un coupleur de Wilkinson V.3 Mise en réseau
VI CARACTÉRISTIQUES DE L'ANTENNE À CONCEVOIR VII. CONCLUSION CHAPITRE III: CONCEPTION ET SIMULATION I. PRESENTATION DE L'OUTIL ADS II CONCEPTION D'UNE ANTENNE RÉPONDANT AU CAHIER DES CHARGES II.1 Calculs de base et pré-dimensionnement d'une antenne patch rectangulaire II.2 Les différentes structures microrubans bibandes simulées II.3 Amélioration de la structure II.4 Solution proposée II.4.1 Première approche II.4.2 Deuxième approche II.4.2.1 Réseau à deux éléments II.4.2.2 Structure à quatre éléments II.4.2.3 Généralisation III. CONCLUSION CHAPITRE IV: REALISATION MESURES ET VALIDATION I. INTRODUCTION II. ETAPE DE RÉALISATION II.1. Cahier des charges II.2 Réalisation
CONCLUSION GÉNÉRALE
GLOSSAIRE
BIBLIOGRAPHIE
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Extraits
[...] Figure II-2 : Lignes de champ électrique En ce qui concerne les antennes, le substrat le mieux approprié est celui possédant une constante diélectrique faible, une épaisseur grande (par rapport à la longueur d'onde d'opération) et peu de pertes tan qui est définit par : avec : et épaisseur de peau. étant la conductivité du métal et la perméabilité magnétique. Un substrat épais augmente la puissance rayonnée par l'antenne, réduit les pertes par effet Joules et améliore la bande passante de l'antenne. En contrepartie, le poids est augmenté. Une faible valeur de la constante diélectrique (typiquement 2.5 ) favorise l'extension des champs autour de la ligne et donc la puissance rayonnée. [...]
[...] II CONCEPTION D'UNE ANTENNE RÉPONDANT AU CAHIER DES CHARGES II.1 Calculs de base et prédimensionnement d'une antenne patch rectangulaire Pour pouvoir faire ces calculs il faudra procéder à la méthodologie décrite ci-dessous en utilisant les équations décrites précédemment, on fera les calculs primaires pour trois types de substrats (verre téflon, FR4, alumine), et on visualisera leurs caractéristiques pour choisir le meilleur d'entre eux, qui répond le maximum à notre cahier de charge au niveau de la réflexion et de la transmission. Méthodologie de travail: Cahier de charge : Étant donné un substrat et une fréquence d'utilisation, on cherche à calculer les dimensions de l'antenne patch rectangulaire. Il y a principalement 4 étapes : 1. Calculer W Calculer la constante diélectrique effective εreff Déterminer l'extension L Calculer L. Les substrats sélectionnés sont : Le calcul est fait pour les deux fréquences f0=900MHz et f0=1800 MHz avec 1.6 mm. Pourquoi 1.6 mm? [...]
[...] I.2 Avantages et limitations des antennes patchs Les antennes microstrips présentent de nombreux avantages comparées aux antennes micro-ondes classiques et leurs applications couvrent le large domaine de fréquence : 100 MHz à 100 GHz. Certains avantages sont les suivants : Faible poids, encombrement réduit, configurations conformes possibles ; Faible coût de fabrication, production en masse possible ; Polarisation linéaire et circulaire pour les télécommunications ; Antennes multi bandes, multi polarisations possibles ; Compatibilité avec les circuits hybrides et MMIC (Microwave Monolithic Integrated Circuit) ; Réseaux d'alimentation et d'adaptation fabriqués simultanément avec l'antenne. [...]
[...] Le Centre de gestion du réseau NMC : Il permet d'administrer de façon générale l'ensemble du réseau par un contrôle centralisé. Figure I-4 : Centre d'exploitation maintenance dans un réseau GSM II.2 Concept de réseau cellulaire Le GSM (Global System for Mobile communication) utilise un spectre de fréquences dans la bande des 900 MHz (de 890 à 915 dans le sens téléphone - station de base et de 935 à 960 MHz dans le sens station de base - téléphone), spectre à partager entre les différents opérateurs ayant acquis une licence d'exploitation GSM900.Or, le signal associé à une communication occupe une place de 200 kHz, et il en faut deux pour établir une conversation (signaux téléphone - station et station - téléphone). [...]
[...] Figure II-13 : Rayonnement Isotrope, Rayonnement Directif 1 - Rayonnement Isotrope: rayonnement de même intensité dans toutes les directions, la directivité est nulle - Rayonnement Directif: une direction de rayonnement est privilégiée, la directivité D est le quotient de l'intensité dans cette direction par l'intensité moyenne. IV.5 Polarisation de l'onde rayonnée On sait qu'à une grande distance des sources le champ électromagnétique est constitué par des vibrations transversales. Ces vibrations sont définies par deux vecteurs perpendiculaires:le champ électrique et le champ magnétique . Par convention: la polarisation de l'onde est la direction du champ électrique . Figure II-14: Polarisation du champ E et H Si le vecteur du champ électrique conserve uns direction fixe durant une alternance de l'onde on parle de Polarisation Rectiligne. [...]
