Etude, réalisation et caractérisation d'une antenne plaquée en polyaniline fonctionnant à 10 GHz

Abstract

Les polymères conducteurs sont des ‘métaux synthétiques’ qui ont de nombreuses applications potentielles en microélectronique. La polyaniline (Pani), en particulier possède des propriétés électriques et mécaniques satisfaisantes permettant son utilisation pour la conception de circuits imprimés à faibles coûts pour des applications potentielles en ondes centimétriques et millimétriques. Dans ce contexte, nous avons étudié la faisabilité d'une antenne plaquée à base de Pani. Une structure à ligne enterrée à été conçue en déposant un film de Pani de 100 µm d'épaisseur sur un substrat d'alumine. Tout d'abord, nous avons caractérisé les films conducteurs sur une large bande de fréquence (du continu aux ondes millimétriques) à l'aide de plusieurs méthodes de mesures micro-ondes adaptées à ces matériaux. Les mesures effectuées sur un film de Pani d'épaisseur 100 µm ont données une conductivité de l'ordre de 6000 S/m et une permittivité voisine de 6000. Ensuite, nous avons modélisé (HFSS de la société ANSOFT) les performances de l'antenne plaquée en Pani en tenant compte des propriétés électriques mesurées. Les résultats de simulation présentés dans ce mémoire, démontrent la faisabilité d'une antenne imprimée à base de polyaniline conductrice de conductivité supérieure à 5 000 S/m. Enfin, les performances mesurées de l'antenne (gain (3,42 dB), coefficient de réflexion (-14 dB), bande passante (3,3%) ainsi que les diagrammes de rayonnements obtenus - qui sont proches de celles obtenues avec du cuivre-) démontrent que la Pani peut effectivement être utilisée pour ce type d'application.