A High-Q Microwave MEMS Resonator

A High-Q microwave (K band) MEMS resonator is presented, which empolys substrate integrated waveguide (SIW) and micromachined via-hole arrays by ICP process. Nonradiation dielectric waveguide (NRD) is formed by metal filled via-hole arrays and grounded planes. The three dimensional (3D) high resistivity silicon substrate filled cavity resonator is fed by current probes using CPW line. This monolithic resonator results in low cost, high performance and easy integration with planar cicuits. The measured quality factor is beyond 180 and the resonance frequency is 21GHz.It shows a good agreement with the simulation results. The chip size is only 4.7mm x 4.6mm x 0.5mm. Finally, as an example of applications, a filter using two SIW resonators is designed.Comment: Submitted on behalf of EDA Publishing Association (http://irevues.inist.fr/EDA-Publishing

Contribution à la modélisation des structures SIW et SINRD pour application micro-ondes et télécommunication

Les développements technologiques en télécommunication et microondes tendent depuis plusieurs années vers la miniaturisation des circuits, une réduction des coûts, des masses et des pertes dans ces dispositifs. Les circuits SIW (Substrate Integrated Waveguide) s’inscrivent tout à fait dans cette mouvance et font à l’heure actuelle l’objet de nombreux sujets de recherche avec des applications directes dans l’industrie. Les circuits SINRD (Substrate Integrated Non Radiative Dielectric) utilisent eux les propriétés du substrat usiné (insertion de trous) pour la propagation du signal et des fonctions de l’électronique peuvent également être développées avec cette technologie. La conception de ces circuits passe généralement par des outils peu performants car non dédiés. Dans ce travail de thèse, une méthode numérique dédiée à ces circuits est développée. Elle est validée par comparaison à d’autres méthodes numériques et des mesures. Elle présente des temps de calcul très faibles. De nouveaux dispositifs pour des applications en télécommunications spatiales bas coûts et faibles pertes peuvent ainsi être développés grâce à elle. ABSTRACT : For several years, technological developments in telecommunications and microwave circuit tend to miniaturization, low cost and mass reduction, in these devices. SIW Circuits (Substrate Integrated Waveguide) are developed in this manner and are currently the subject of numerous research topics with direct applications in industry. SINRD circuits (Substrate Integrated Non Radiative Dielectric) use micro machined substrate properties (insertion of holes) for signal propagation and electronic functions can be developed with this technology. The design of these circuits generally use unefficient tools that are not dedicated to these circuits. In this thesis, a numerical method dedicated to these circuits is developed. It is validated by comparison with other numerical methods and measurements. It presents very low computation time. New designs for applications in space communications and low-cost lowloss circuits may be developed through it