Conception et adaptation d'antennes fractales pour des Tags RFID UHF

Abstract

La technologie RFID (Radio Frequency Identification) connaît une croissance rapide grâce à ses capacités de communication sans contact, sa fiabilité et sa flexibilité d’intégration dans divers domaines tels que la logistique, la santé, le transport ou encore l’agriculture intelligente. Au cœur de cette technologie, l’antenne joue un rôle crucial puisqu’elle conditionne l’efficacité du lien entre le lecteur et l’étiquette RFID. Ce travail de recherche s’inscrit dans le cadre de l’amélioration des performances et de la miniaturisation des antennes RFID UHF, en exploitant les propriétés géométriques des structures fractales. L’objectif principal a été de concevoir, simuler et optimiser deux antennes dipôles imprimées basées sur une géométrie fractale de Hilbert d’ordre deux, en vue d’améliorer leur adaptation d’impédance et leur compacité. La première antenne a été adaptée à une impédance standard de 50 ohms, facilitant son utilisation dans des systèmes de mesure. La seconde a été spécifiquement conçue pour s’adapter à une puce RFID Alien Higgs-3, présentant une impédance complexe de 27 – j200 Ω, fonctionnant dans la bande UHF (860–960 MHz). Une étude paramétrique approfondie a été menée pour optimiser plusieurs paramètres géométriques de la structure : la longueur et la largeur du dipôle, l’espace vide entre segments, ainsi que les dimensions internes du motif fractal. L’analyse de l’impédance d’entrée, des coefficients S11 et des diagrammes de rayonnement a permis de sélectionner les configurations optimales assurant une adaptation fine et un rayonnement satisfaisant. Les résultats obtenus à l’aide du logiciel CST Microwave Studio ont validé la pertinence de l’approche fractale. Ils montrent une miniaturisation significative de la structure avec une baisse notable de la fréquence de résonance, tout en maintenant une bonne performance de rayonnement (directivité de 4,01 dBi) et un bon appariement avec la puce RFID ciblée.