Non-diffractive Bessel beams for near-field wireless RF links

Faisceaux de Bessel non diffractants pour les liaisons RF sans fil en champ proche Cette thèse explore l'analyse des liaisons sans fil utilisant des faisceaux de Bessel non diffractants, opérant dans la région du champ proche. Avec la constante évolution des systèmes de communication sans fil pour supporter des débits de données de plus en plus élevés, la fréquence et la bande passante s'étendent dans le domaine des ondes millimétriques, ce qui conduit à des opérations en champ proche plus fréquentes. Cette expansion introduit de nouveaux challenges. Un des défis qui se présente est la réduction des pertes de trajet (path loss en anglais), inhérentes à ces fréquences plus élevées, principalement causées par la diffusion de l'énergie électromagnétique. Les approches traditionnelles s'appuient souvent sur des antennes à gain élevé pour réduire ces pertes. Cependant, ce travail examine une approche alternative qui utilise des faisceaux de Bessel non diffractants pour améliorer l'efficacité du transfert de puissance d'une liaison sans fil. Ces faisceaux présentent un intérêt particulier en raison de leur propagation non diffractant et de leurs propriétés d'auto-régénération, ce qui les rend robustes face aux obstructions. Les faisceaux de Bessel ne peuvent pas être générés dans les applications réelles. Cependant, une bonne approximation de ces faisceaux peut être réalisée en utilisant des ouvertures finies. Ces faisceaux sont appelés faisceaux de Bessel tronqués, et ils conservent leurs propriétés non diffractives dans une région située en champ proche. Cette recherche commence par établir un cadre théorique pour analyser l'efficacité du transfert de puissance sans fil dans les conditions de champ proche et de champ lointain, en dérivant une formulation pour traiter les liaisons partiellement obstruées. L'étude se concentre ensuite sur les caractéristiques des faisceaux de Bessel tronqués. Dans les chapitres suivants, la thèse explore une stratégie visant à améliorer l'efficacité de ces faisceaux en appliquant une modulation de phase linéaire, par rapport à la coordonnée radiale transverse, sur l'ouverture rayonnante. Enfin, ce travail présente la conception et la caractérisation d'un nouveau lanceur de faisceaux quasi-Bessel, qui utilise une métasurface reproduisant les effets d'un axicon, combinée à une antenne cornet, pour produire un émetteur très efficace et à longue portée