UWB Technology

Ultra Wide Band (UWB) technology has attracted increasing interest and there is a growing demand for UWB for several applications and scenarios. The unlicensed use of the UWB spectrum has been regulated by the Federal Communications Commission (FCC) since the early 2000s. The main concern in designing UWB circuits is to consider the assigned bandwidth and the low power permitted for transmission. This makes UWB circuit design a challenging mission in today's community. Various circuit designs and system implementations are published in this book to give the reader a glimpse of the state-of-the-art examples in this field. The book starts at the circuit level design of major UWB elements such as filters, antennas, and amplifiers; and ends with the complete system implementation using such modules

Innovative Microwave and Millimetre-Wave Components and Sub-Systems Based on Substrate Integration Technology

RÉSUMÉ Avec le rapide développement des technologies microondes et millimétriques, les spécifications de conception des circuits et systèmes sont de plus en plus exigeantes. La tendance pour le développement des systèmes de communication se dirige vers un poids minimisé, une taille réduite, de multiples fonctions, une fiabilité accrue et un faible coût. Ainsi, des technologies microondes et millimétriques faibles coûts, performantes et convenant à une production de masse sont critiques pour développer avec succès des systèmes commerciaux. La technologie à guide d’ondes rectangulaire a toujours été parmi les plus populaires pour la fabrication des systèmes millimétriques. Cependant, une difficulté majeure est reliée à leur intégration avec des composants actifs et les autres types de lignes de transmission conventionnelles, telle que microruban ou coplanaire… Les technologies de Circuits Intégrés au Substrat (CISs), incluant la technologie Guide Intégré au Substrat (GIS), qui peut être intégrée dans les substrats diélectriques avec de faibles pertes d’insertion et de radiation, sont une famille de nouvelles structures à ondes guidées. Ces dernières permettent de faire un pont entre les structures planaires et non-planaires. Jusqu’à maintenant, les composants et les sous-systèmes micro-ondes basés sur la technologie GIS ont été largement étudiés et développés. Dans cette thèse, nous étudions d’avantage la technologie GIS afin de proposer et développer divers composants actif et passif micro-ondes et millimétriques innovant et originaux. Ces structures de composants innovants peuvent améliorer l’intégration entre les composants GIS et les autres composants planaires. Ainsi, un certain nombre de structures et composants sont proposés et appliqués dans la conception et la démonstration d’un réseau d’antennes intégré en ondes millimétriques et un sous-système d’antennes intelligentes à 60 GHz. Il est à noter que plusieurs composants étudiés dans ce travail ont été proposés et démontrés à des fréquences micro-ondes plus basses afin de faire une preuve de concept en permettant une fabrication facile des structures et des circuits. Ces circuits en basses fréquences peuvent facilement être adaptés pour des applications aux fréquences plus hautes.---------- ABSTRACT The tendency of modern microwave and millimetre-wave communication system development is towards small size, light weight, reliable, multifunctional and low-cost. Moreover, low-cost, mass producible, high-performance and high-yield microwave and millimetre wave technologies are crucial for developing successful commercial microwave and millimetre wave systems. Rectangular waveguide has always been among the most popular choices for the making of millimetre-wave circuits and systems. A major challenge, however, is related to its integration with active devices and other conventional planar transmission lines, such as microstrip or coplanar waveguide (CPW), etc. Substrate Integrated Circuits (SICs) techniques including substrate integrated waveguide (SIW), which can be integrated in planar dielectric substrate with low insertion loss, high Q and low radiation loss, present a family of novel guided wave structures. This scheme provides a bridge between planar and non-planar structures. Up to now, microwave components and sub-systems based on SIW technology have been widely studied and developed. In this thesis, we take a further study of SIW technology to propose and develop various innovative and original microwave and millimetre-wave passive and active components. These innovative component structures can improve the integration between SIW components and other planar components. Then, a certain number of proposed structures or components are applied in the design and demonstration of millimetre-wave integrated antenna arrays and 60 GHz smart antenna sub-system. Note that many components studied in this work were proposed and demonstrated at different lower microwave frequencies for the proof of concept purpose with easy-to-fabricate structures and circuits. Those low-frequency circuits can easily be scaled up for high-frequency applications

New design approach of antennas with integrated coupled resonator filters

In the majority of microwave receiving and transmitting systems, a requirement is to have a filter immediately adjacent to the antenna or antenna array. This thesis presents a new methodology for antenna design where a filter is either fully or partially integrated with the antenna elements. The design of this antenna-filter follows the well-established coupled-resonator filter design theory, in which each resonator can not only be used as a filter element but also as a radiator. In order to verify the concept, a two-port bandpass filter designed using dipole antennas is the first work in this thesis to verify the use of dipole antennas as resonators. The coupling matrix has been used to obtain the filter response. One port antenna-filters made out of one, two and three dipoles. The method has also been utilised to implement X-band waveguide components which consist of an antenna-filter, antenna power divider and an antenna-diplexer. The calculation, simulation and measurement results are in good agreement. These proposed components has been designed, simulated, fabricated and measured. They have provided verification of the method, showing the antenna and filter theories and can be applied to miniaturise these components for use in the wireless communication and radar systems

Contribution à la mise en oeuvre de synthèse de filtres accordables simultanément en fréquence et bande passante : application aux fréquences millimétriques et submillimétriques en technologie BiCMOS

Le but de la thèse est de réaliser des filtres accordable en technologie planaire multi-niveaux proposé par l'entreprise allemande IHP. Les filtres sont réalisés aux ondes millimétriques,principalement autour de 60 GHz et 140 GHz. Nous étudions l'accordabilité en fréquence mais aussi l'accordabilité en bande passante ne utilisant un concept nouveau établie au cours de cette thèse. Les premiers résultats concernant les filtres accordables en fréquence ont permit la rédaction de plusieurs articles. Maintenant, nous venons de recevoir les mesures prouvant notre nouveau concept permettant l'accord en fréquence et en bande passante des filtres planaires à base de résonateurs en annea