Conception et réalisation d’antennes en technologie LTCC

Bensid, Chahrazad (2025). Conception et réalisation d’antennes en technologie LTCC. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La demande croissante en systèmes de communication sans fil à haut débit, tels que les réseaux 5G, les infrastructures IoT et les radars à ondes millimétriques, nécessite des solutions d’antennes compactes et performantes. La technologie LTCC (Low-Temperature Co-fired Ceramics) constitue une plateforme prometteuse pour ces applications grâce à sa structure multicouche, sa stabilité électromagnétique et sa compatibilité avec l’intégration de composants passifs et rayonnants.

Dans ce contexte, ce mémoire porte sur la conception, la simulation, la fabrication et la caractérisation expérimentale d’antennes intégrées réalisées en technologie LTCC. Deux antennes microstrip fonctionnant à 2,45 GHz ont d’abord été développées afin de valider la faisabilité de cette technologie dans la bande ISM. Ces structures ont présenté un gain mesuré supérieur à 1.6 dBi et une efficacité rayonnée dépassant 85 %.

Pour les applications à plus haute fréquence, un élément d’antenne à résonateur diélectrique (ARD) a été conçu puis intégré dans un réseau 2×2 avec un réseau d’alimentation corporatif, l’ensemble étant fabriqué sur un substrat LTCC. La structure a atteint un gain mesuré de 11,8 dBi et une efficacité rayonnée supérieure à 90 % dans la bande 26–30 GHz, répondant ainsi aux exigences des communications à haut débit en ondes millimétriques.

Ce travail présente une démarche complète, allant de la modélisation électromagnétique jusqu’à la validation expérimentale, et ouvre la voie à de nouveaux développements d’antennes sur substrat LTCC pour les technologies sans fil émergentes.

Titre traduit

Design and implementation of antennas using LTCC technology

Résumé traduit

The growing demand for high-data-rate wireless communication systems such as 5G networks, IoT infrastructure, and millimeter-wave radar requires compact and highperformance antenna solutions. Low-Temperature Co-fired Ceramics (LTCC) technology offers a promising platform for such applications due to its multilayer architecture, electromagnetic stability, and compatibility with passive and radiating component integration.

In this context, this thesis focuses on the design, simulation, fabrication, and experimental characterization of integrated antennas implemented using LTCC technology. Two microstrip patch antennas operating at 2.45 GHz were first developed to validate the feasibility of this approach in the ISM band. These structures demonstrated a measured gain exceeding 1.6-dBi and radiation efficiency above 85%.

For higher-frequency applications, a dielectric resonator antenna (DRA) element was designed and integrated into a 2×2 antenna array with a corporate feed network, all fabricated on an LTCC substrate. This structure achieved a measured gain of 11.8 dBi and radiation efficiency above 90% in the 26–30 GHz band, meeting the performance requirements for mm-Wave communication.

This work presents a complete methodology from electromagnetic modeling to experimental validation and opens the way for future development of LTCC-based antennas in emerging wireless technologies.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la diplôme maîtrise en génie électrique". Comprend des références bibliographiques (pages 81-88).
Mots-clés libres:	LTCC, antenne à résonateur diélectrique (ARD), antenne patch microstrip, bande ISM, ondes millimétriques, réseau d’antennes, intégration haute fréquence
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Kouki, Ammar B.
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt:	17 nov. 2025 15:16
Dernière modification:	17 nov. 2025 15:16
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3738

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