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Mémoire de Fin d’Etudes En vue de l’obtention du diplôme de Master Académique C

Mémoire de Fin d’Etudes En vue de l’obtention du diplôme de Master Académique Conception des antennes RFID lecteur en champ proche et lointain ازجل ا ةيروهمجلا ةيبعشل ا ةيطارقميدل ا ةيرئ Populaire et Démocratique Algérienne République يلاعل ا يملعتل ا ةرازو يملعل ا ثحبلاو Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique ةعماج جاحلب بعي شوب نيع ت ت موشن Université D’Ain Témouchent - BELHADJ Bouchaib - Institut de Technologie Département de Génie Electrique Domaine : SCIENCES & TECHNOLOGIES Filière : TELECOMMUNICATION Spécialité : RESAUX ET TELECOMMUNICATION Thème : Présenté par : Mlle Messaoudi Hanane. Mr HADDOU Ahmed Zoheir. Devant le jury composé de : Dr Pr. U.A.T Président Dr M.C.A U.A.T Examinateur Dr Slimane Zohra M.C.A UAT.B.B (Ain-Temouchent) Encadrante Dr Belgacem Wahiba M.R.A CDS (Oran) Co-Encadrante Année Universitaire 2021/2022 Nos remerciements vont tout particulièrement à Dieu, le tout puissant pour la volonté, la santé et la patience qu’il nous a données durant toutes ces années d’études. On tient à exprimer notre très profonde gratitude à notre encadrante Madame Slimane Zohra qui n’a ménagé aucun effort pour nous prendre en charge pour la réalisation de ce travail. On la remercie pour son encadrement, son aide, ses conseils précieux et sa disponibilité. Notre remerciement s’adressent également à notre Co-encadrante de recherche, Belgacem Wahiba pour avoir codirigé ce travail, pour son soutien, sa disponibilité, ses précieux conseils tout au long de la réalisation de ce travail et ses compétences nous ont été d’une aide inestimable. Nous tenons à remercier sincèrement les membres du jury qui nous font le grand honneur d’évaluer ce travail : A……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………. Enfin, nous remercions tous nos enseignants du département de télécommunication de 1’université Belhadj Bouchaib- Ain témouchent, sans oublier de citer tous les enseignants qui ont contribué à notre formation depuis 1’école primaire jusqu’aux études universitaire. J’ai l’immense honneur de dédier ce mémoire à : Ceux qui j’adore le plus au monde, mes chers parents qui m’ont toujours encouragé et poussé vers la réussite. À mon petit frère Mahmoud et mes chères sœurs Manar et Meriem, pour l’amour, l’attention et l’aide qu’ils m’ont apportés. À mes chers amis À mes cousins que je les considère comme des frères. À mon binôme Hanane À toute ma promo de Master RT, avec qui j'ai vécu de bons moments, et qui resteront gravés dans ma mémoire. HADDOU Ahmed Zoheir J’ai l’immense honneur de dédier ce mémoire : A mes très chers parents, pour l’amour qu’ils m’ont toujours donné, leurs encouragements et toute l’aide qu’ils m’ont apportée durant mes études. À mon frère Fouad et ma chère sœur Wafaa. A mes chères amies A tous mes connaissances, ma famille, et mon binôme Zoheir En fin à toute ma promo de Master 2 Télécommunications Messaoudi Hanane Résumé La technologie d’identification par radiofréquence (RFID) a eu un essor très important ces dernières années notamment grâce à sa configuration polyvalente et aux innombrables possibilités d’intégration offertes par cette technologie. La RFID trouve ses applications dans différents domaines tels que la traçabilité, suivi médical de l’état d’une passion, le pilotage de la production, Etc… Les travaux de recherche présentés dans ce projet de fin d’étude s’intéressent à la Conception d’une antenne RFID lecteurs en champ proche et champ lointain. A partir de l’état de l’art sur cette technologie et les méthodologies classique de conception des antennes, une nouvelle approche de conception est développée qui vise à améliorer les performances de l’antenne. Pour chaque antenne, nous avons optimisé sa géométrie et ses dimensions en faisant plusieurs simulations avec le logiciel CST afin de déterminer les paramètres de l’antenne qui influencent le plus ses performances. Les performances de ces antennes ont été également évaluées à travers la représentation du coefficient de réflexion, du diagramme de rayonnement en 2D et 3D et du gain. A partir des résultats de la caractérisation, des portées de lecture théoriques de l’ordre du mètre sont obtenues grâce aux bonnes performances de l’antenne Mots clés : Tag, lecteur, système RFID, bande UHF, bande ISM, antennes RFID, CST. Abstract Radio Frequency Identification (RFID) technology has grown significantly in recent years, particularly due to its versatile configuration and the countless integration possibilities offered by this technology. RFID has applications in various fields such as traceability, medical monitoring of the state of a passion, production control, etc. The research work presented in this end-of-study project is concerned with the design of a near-field and far-field RFID reader antenna. Based on the state of the art of this technology and the classical methodologies of antenna design, a new design approach is developed which aims at improving the performance of the antenna. For each antenna, we have optimised its geometry and dimensions by running several simulations with the CST software to determine the antenna parameters that most influence its performance. The performance of these antennas was also evaluated through the representation of the reflection coefficient, the 2D and 3D radiation pattern and the gain. From the characterisation results, theoretical read ranges of the order of one metre are obtained due to the good performance of the antenna. Keywords: Tag, reader, RFID system, UHF band, 2D ,3D ,band, RFID antenna, ملخص تاونسلا ةريخلأ ا لا و سيما بفضل تكوينها متعدد( نقلة نوعية فيRFID )التعريف نع قير ط تاددرت ويدارل ا شهدت تقنية االستخدامات . ت ُتيح هذه ل ا ةينقت تطبي قات في مجاالت مختلفة لثم بقعتل ا ل ا يبط لحالة يرم،ض ةدايقل ا، ءاصحلإ ا. . .الخ . دقو تز رك ثوحبلا ةضورعملا يف هذه ةركذملا ىلع تصم يم هوائيRFID قارئ للمدى القريب والبعي.د بداية من نظرة شاملة عن ه ذه التقنية و صوال ىلا ضرع ض بع ت ميماص تائياوهلا ةيكيسلاكلا، مت ريوطت تصم مي ديدج فد يه ىلإ نيسحت أداء الهوائي للمدى القريب. بالنسبة ل لك يئ وا ه، ن قم ا بتحسين هندسته وأبعاده من خالل إجراء العديد من عمليات المحاكاة باستخدام برنامج CST لتحديد العوامل التي ت أثر عل ى اداء كل هوائي ، مت ميي تق أداء هذه ا تائياوهل أيضا من خالل تمثيل معامل االنعكاس ومخطط اإلشعاع ثنائي األبعاد وثالثي األبعاد والكسب. من خالل نتائج المحاكاة، تم لوصحلا ىلع تاقاطن ةءارق ةزات مم ل فضب ءادلأا ديجلا يئاوهلل. ةيحاتفمل ا تاملكلا : هوائي RFID, , CST ,التعقب ,قارئ . RFIDالكسب Liste des acronymes 2D : Deux Dimensions 3D : Trois Dimensions BF : Base Fréquence UH : Haut Fréquence UHF : Ultra Haut Fréquence SHF : Super High Frequency CST : Computer Simulation Technology. dB : déciBel FR4 : Flame Resistant 4 ISO : International Organization For Standardization VSWR : Voltage Standing Wave Ration RFID : Radio Frequency Identification GHz : Giga Hertz SOMAIRE : 1 présentation de chapitre........................................................................................................................5 2 Introduction...........................................................................................................................................5 3 Historique.............................................................................................................................................6 4 Définition..............................................................................................................................................7 5 Principe de fonctionnement..................................................................................................................8 6 Les différents composants d'un système RFID.....................................................................................9 6.1 Lecteur.........................................................................................................................................10 6.1.1 Architecture des lecteurs RFID............................................................................................10 6.1.2 Principe fonctionnement du lecteur RFID...........................................................................10 6.1.3 Lecteurs RFID fixes ou portables........................................................................................11 6.2 Logiciel d’application..................................................................................................................12 6.3 Antenne.......................................................................................................................................13 6.4 I.6.4 Étiquettes RFID...................................................................................................................13 6.4.1 L’architecteur de l’étiquette.................................................................................................14 6.4.2 Types d’étiquettes................................................................................................................14 6.4.2.1 Les étiquettes actives........................................................................................................15 6.4.2.2 étiquettes passives............................................................................................................15 6.4.2.3 Les étiquettes semi-passives.............................................................................................16 7 Fréquences des systèmes RFID..........................................................................................................16 8 Normalisation.....................................................................................................................................18 9 Protocoles de communication entre le lecteur et la Tag RFID...........................................................19 10 Les domaines d’application de la RFID..........................................................................................20 10.1 Logistique....................................................................................................................................21 10.2 Gestion des stocks et des articles................................................................................................21 10.3 Sécurisation de la marchandise...................................................................................................22 10.4 Identification des animaux..........................................................................................................22 10.5 Carte de paiement........................................................................................................................23 10.6 Médical........................................................................................................................................24 10.6.1 La Surveillance permanente et la protection des patients dans le System RFID................25 10.6.2 La prothèse dentaire.............................................................................................................26 10.6.3 Dossier médical....................................................................................................................27 10.6.4 Les micro-puces neurales ou cérébrales..............................................................................27 11 Les Avantages et inconvénients de la technologie RFID...............................................................29 11.1 Les avantages de la RFID............................................................................................................29 11.2 Les inconvénients de la RFID.....................................................................................................30 12 Conclusion......................................................................................................................................30 13 Table des figures.............................................................................................................................31 14 Les référence...................................................................................................................................33 Introduction Générale Introduction Générale Au moins 44 000 personnes, meurent chaque année dans les hôpitaux à la suite d'erreurs médicales qui auraient pu être évitées. Les technologies de l’information capable d'identifier automatiquement et sans erreur, sans visibilité directe, en extrayant un identifiant unique des étiquettes microélectroniques fixées aux objets. L’introduction de ces technologies de l’information participe ainsi à la croissance économique en facilitant l’échange et la diffusion des informations. Les technologies d’identification trouvent leurs applications dans des domaines très divers tels que la distribution, la logistique, la traçabilité, la sécurité ou les loisirs. Jusqu’alors les technologies d’identifications étaient soit passives : marquage, code-barres… soit nécessitaient un contact : carte bancaire, carte d’appels téléphoniques… Grâce au développement récent des systèmes sans fils et de la micro-électronique, de nouvelles technologies d’identifications sans contacts ont vu le jour : les technologies de radio- identification (ou RFID pour Radio-Frequency IDentification). Ces nouvelles technologies, par leur plus grande souplesse, rendent l’échange d’information nettement plus rapide et efficace. Elle devrait remettre en question les structures de télécommunications existantes en ouvrant de nouvelles perspectives à des modèles de gestion inédits. En effet, leurs développements devraient bientôt permettre l’identification individuelle et unique des objets et mener à la création d’un « Internet des objets » : une prolongation de l’internet que nous connaissons au monde réel. La technologie RFID repose sur l’utilisation d’une puce électronique qui est reliée à une antenne uploads/Management/ merged.pdf