Utilisation de technologies additives céramique pour des applications de télécommunications

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Analyse rigoureuse par la methode des elements finis des caracteristiques des resonateurs dielectriques. Application au filtrage microonde

SIGLEINIST T 70989;Non accessible / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Méthodologie d'aide à la conception électromagnétique de dispositifs microondes (Application au filtrage et au multiplexage de charge utile de satellite)

Les filtres et les multiplexeurs de sortie de charge utile de satellite suscitent de nombreux travaux de recherche ayant pour but l'amélioration des performances électriques, et la réduction des temps de conception et de réalisation. Les travaux de recherche présentés dans ce manuscrit se sont portés sur le développement de methodologies d'aide à la conception électromagnétique de ces dispositifs. Les méthodologies d'aide à la conception électromagnétique des filtres utilisées et développées dans cet ouvrage permettent d'une part, d'obtenir les dimensions géométriques finales des filtres en vue d'une réalisation expérimentale (usinage d'un seul jeu d'iris et de cavités d'où un gain de temps à la réalisation). Elles permettent également de caractériser rapidement et rigoureusement les filtres par une méthode électromagnétique. Ces méthodologies ont été validées par la conception et la réalisation de deux filtres en cavités bimodes fonctionnant en bande Ku et Ka. La caractérisation électromagnétique des filtres permet l'analyse de dispositifs plus complexes que sont les multiplexeurs. Les méthodologies d'aide à la conception électromagnétique des multiplexeurs qui sont développées dans ce rapport permettent de modéliser rigoureusement tous les éléments du dispositif pour une caractérisation précise de son comportement. Cette étude a été validée par la conception de 3 OMUX à 3 canaux adjacents fonctionnant en bande Ku. Cette seconde partie propose une méthode pour compenser la présence des modes supérieurs de cavités lors de la synthèse perturbant le bon fonctionnement des multiplexeurs. En conclusion, ces méthodologies ouvrent la possibilité d'une modélisation électromagnétique rigoureuse et rapide des multiplexeurs et ainsi de répondre aux problèmes liés à leur conception, particulièrement complexe lorsque le nombre de canaux devient important.LIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Développement d'une approche hybride couplant des simulateurs électromagnétique et circuit pour la modélisation de composants microondes actifs

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Intégration de l'analyse éléctromagnétique dans la mise au point de solutions d'encapsulation (Application à la conception de modules optoélectroniques à 40 Gbits/s)

L'évolution des systèmes de télécommunications optiques tend vers une augmentation du débit des informations transmises et une intégration de plus en plus poussée. Cette évolution entraîne pour l'électronique de commande une augmentation de la bande passante pouvant générer lors de l'encapsulation du dispositif l'apparition de phénomènes électromagnétiques parasites. Une analyse électromagnétique rigoureuse peut alors s'avérer nécessaire lors de la conception de modules optoélectroniques. Dans un premier chapitre, le projet RNRT ERMIONE support de cette thèse est présenté, ainsi que les méthodes d'analyse EM utilisées. Dans un deuxième chapitre, plusieurs solutions permettant de supprimer ou de diminuer le nombre de modes parasites introduits par l'encapsulation sont présentées. Dans un dernier chapitre, quelques solutions présentées précédemment sont appliquées aux modules développés dans le cadre du projet ERMIONE. Une analyse thermique de l'un de ces modules est effectuéeLIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Conception et réalisation de filtres transversaux à résonateurs diélectriques quasi-planaires en bande Ka pour des applications spatiales

L'encombrement du spectre hyperfréquence jusqu'à 15 GHz dans le domaine des communications par satellite implique la conception et la réalisation de composants fonctionnant en bande supérieure. Ces composants doivent allier des performances électriques suffisantes à un encombrement réduit et une bonne intégration aux autres circuits planaires environnants. En conséquence, le cahier des charges à remplir par les filtres de charge utile des satellites de télécommunication force les concepteurs à s'orienter vers des dispositifs planaires, mais à fort facteur de qualité. Dans ce cadre et avec pour objectif de réaliser des filtres passe bande de réception dans la bande 20-30 GHz et de largeur de bande passante d'environ 4%, nous présentons dans ce mémoire une topologie de filtres transversaux quasi-planaires. Dans ce cas, les éléments résonants présentent un facteur de qualité à vide d'environ 2000 en bande Ka et sont intégrés sur le même substrat. Cette étude vise à mettre au point une topologie de filtres dont les performances seront comparables à celles des guide d'ondes classiques utilisés jusqu'ici. Nous présentons tout d'abord la méthode de synthèse spécifique développée pour la conception des filtres transversaux présentés dans ce mémoire. L'élément résonant quasi-planaire de base est ensuite étudié par une étude électromagnétique, toutes les caractéristiques de couplage (entrée-sortie, inter-résonateurs et inter-polarisations) sont évaluées et démontrent la faisabilité de filtres large bande. L'influence des systèmes de couplage utilisés sur le facteur de qualité à vide des structures résonantes est démontrée, des solutions d'amélioration sont apportées. La conception de filtres 2 et 4 pôles transversaux montre la nécessité d'une étude électromagnétique couplée à une étude circuit. Cette méthode dite hybride permet notamment la gestion des modes parasites de substrat par l'implantation de réseaux périodiques de vias métallisés et l'optimisation rapide des longueurs des lignes du circuits. Les résultats expérimentaux sonr en accord avec la théorie. Enfin, nous décrivons en perspective, une nouvelle méthode de couplage entre lignes micro-rubans évitant l'usinage d'iris entre deux cavités. Ce système de couplage original permet une simplification dans la réalisation mécanique des boitiers hyperfréquences. De vastes applications dans le domaine du packaging desLIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Conception, réalisation et test de nouvelles topologies de résonateurs et filtres microondes

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Analyses électromagnétiques et méthodologies de conception associées, dédiées à l'optimisation de composants et modules millimétriques

Ces travaux de thèse contribuent à la mise au point de méthodologies d'analyses électromagnétiques dédiées à la conception de modules d'émission/réception. Ces différentes études permettent de mettre en évidence l'apport significatif présenté par l'utilisation d'outils électromagnétiques. Pour chacun des systèmes étudiés, nous nous sommes attachés à présenter la méthodologie de conception associée et à prendre en considération l'ensemble des paramètres physiques et technologiques, répondant aux exigences industrielles. Une première partie est dédiée au développement d'une procédure d'optimisation spécifique aux filtres interdigités en bande Ka. Une seconde partie est consacrée à l'étude d'une nouvelle topologie de transition par patch à fente en "U", entre une ligne microruban et un guide d'ondes. Enfin, les deux dernières parties contribuent à l'étude de systèmes d'interconnexions larges bandes, permettant le report de MMIC sur un substrat d'accueilLIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Méthodes d'analyses couplées pour la modélisation globale de composants et modules millimétriques de forte puissance

Le travail présenté dans ce mémoire concerne la modélisation globale de transistors de puissance et de modules millimétriques comportant un circuit amplificateur reporté en flip-chip. Il s' agit donc de coupler dans une même analyse différents types de simulation afin d' améliorer la description du comportement des dispositifs hyperfréquences. Dans un premier temps, nous avons associé des simulations électromagnétiques, circuit et thermique pour établir un modèle électrothermique hybride de transistors PHEMTs de grand développement de grille. Cette approche originale de modélisation globale permet de tenir compte de l'ensemble des interactions électromagnétiques et thermiques qui deviennent prépondérantes dans la conception de dispositifs millimétriques de forte puissance. D'autre part, le modèle hybride peut être utilisé pour prédire le comportement d'autres composants appartenant à la même technologie ou encore pour synthétiser des circuits plus complexes intégrant ces composants. La seconde partie de nos travaux s'est portée sur l'application d'une approche globale pour modéliser et optimiser le packaging de modules amplificateurs reportés en flip-chip. Dans ce cas, nous avons combiné les lois de l'électromagnétisme et des circuits afin de caractériser l'influence de l'environnement électromagnétique des MMICs sur leurs performances électriques. L'objectif est alors d'identifier les phénomènes parasites générés par la mise en boîtier d'amplificateurs reportés en flip-chip, puis de donner des solutions d'intégration de la puce dans son boîtier pour rejeter les effets parasites hors de la bande de fonctionnement des MMICs.LIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF