Systematic Design of Wideband Bandpass Filters Based on Short-Circuited Stubs and λ/2 Transmission Lines

!In this paper, a new technique to design wideband bandpass filters BPFs is proposed. It is based on the classical filter topology formed by shunt short-circuited stubs connected by transmission lines, where the λ/4 connecting lines are replaced by λ/2 lines. In this way, the connecting lines have a double functionality: to control the coupling between resonators and to add additional poles, increasing the filter order up to 2N -1, where N is the number of short-circuited stubs. In addition, their function as inverters is, theoretically, for all spectrum, avoiding the limitation of the λ/4 lines working as inverters or the coupled-line coupling mechanisms of classical configurations, which are of narrowband nature. Design equations are provided with up to N degrees of freedom, which allows for a proper selection of impedance values for the filter design. As a verification, a 5th-order BPF of fractional bandwidth 50and with a Chebyshev response is implemented, fullfiling the expections and validating, in this way, the proposed approach

Etude d'un résonateur stop-bande accordable basé sur le concept DBR (Dual Behavior Resonator)

International audienceUne nouvelle structure de résonateur stop-bande accordable est présentée. Celle-ci est basée sur le principe du résonateur Dual Behavior Resonator (DBR). Les intérêts de cette topologie sont sa compacité, sa flexibilité ainsi que sa facilité de conception, en effet, la synthèse complète de ce résonateur est présentée dans cet article. Pour la réalisation proposée, l'accord est effectué grâce à des varactors. L'accord obtenu est de l'ordre de 20% pour une fréquence centrale de 3 GHz

Analyse multi-physique pour la tenue en puissance des dispositifs passifs hyperfréquences : prise en compte des boîtiers métalliques

National audienceAnalyse multi-physique pour la tenue en puissance des dispositifs passifs hyperfréquences : prise en compte des boîtiers métalliques Résumé Ce papier propose une analyse de la capacité en puissance (APHC) de dispositifs passifs en technologie micro-ruban. Cette étude a pour originalité de prendre en compte les conditions environnementales telles que le boîtier métallique, classiquement utilisé dans les systèmes hyperfréquences, la convection, le rayonnement et la température extérieure. Une méthode systématique et analytique est tout d'abord développée pour l'analyse de la capacité en puissance en prenant en considération les transferts de chaleur par convection et par rayonnement. La méthode et le modèle proposés sont validés par simulation multi-physique et mesure de profils thermiques sur deux filtres coupe-bande à 10 GHz

Evaluation des performances large bande d'un substrat à forte permittivité à partir d'un filtre à stubs en court-circuit

National audienceL'intérêt des substrats à forte permittivité est indéniable pour la miniaturisation des systèmes embarqués hyperfréquences. Dans cette communication, un filtre large bande est présenté pour évaluer les performances d'un matériau céramique de forte permittivité (er = 90) provenant de deux fabricants différents (Trans-tech et NTK). Les mesures effectuées jusqu'à 10 GHz montrent un bon accord entre simulation et mesure pour les deux matériaux utilisés

Méthode systématique de réglage de filtres planaires hyperfréquences à base de stubs

National audienceCe papier présente une méthode systématique de réglage d'un filtre à stubs à large bande passante. Il s'agit de réduire l'erreur entre la réponse qui est fournie par un simulateur électromagnétique et la réponse obtenue à partir de la matrice nodale, laquelle contient la modélisation des couplages et des discontinuités. Une méthode hybride, basée sur un algorithme génétique et les méthodes Trust-Region sera utilisé plus tard. Dans ce contexte, nous proposons l'optimisation d'un filtre d'ordre 2 avec un fort couplage et d'un filtre d'ordre 3 afin de valider les modélisations présentées, tout en utilisant une technologie triplaque sur un substrat d'alumine

Étude de filtres hyperfréquence SIW et hybride-planaire SIW en technologie LTCC

La maîtrise de la communication et de l'information est un atout primordial dans les stratégies de pouvoir, qu'elles soient militaires, politiques ou commerciales. Celui qui est capable de transmettre l'information plus vite prend l'avantage sur les autres. Tel est le moteur de la croissance et du progrès dans le domaine des télécommunications. L'omniprésence grandissante des dispositifs communicants témoigne de l'expansion exponentielle qu'a connu ce domaine depuis les premières communications sans fil. À l'époque du all-in-one, la multiplication des applications au sein d'un même appareil nécessite l'utilisation de composants toujours plus performants et petits . Au cœur de ces systèmes, les filtres ont une importance grandissante. Dans un environnement spatial, les contraintes de fiabilité et d'encombrement sont particulièrement drastiques. Le choix des matériaux est par ailleurs limité, ce qui réduit les possibilités d'innovation. Cependant, l'amélioration de la précision et de la fiabilité dans les technologies de fabrication ouvre de nouvelles perspectives d'innovation et d'amélioration des composants. Ces travaux ont ainsi été motivés par ce souci d'apporter toujours plus de performance et de fiabilité, pour un encombrement moindre en tirant profit du potentiel offert par l'association du concept SIW et de la technologie LTCC. Les résultats mettent à jour de sérieuses dispersions technologiques. Cependant, le potentiel de l'association SIW/LTCC est démontré, et les difficultés rencontrées sont surmontables. Les filtres SIW en technologie LTCC présentent donc des atouts pour s'imposer comme une alternative sérieuse aux solutions existantes.Control of communication and information is a key asset in the strategies of power, whether military, political or commercial. Whoever is able to transmit information faster takes advantage of others. This is the engine of growth and progress in the field of telecommunications. The growing ubiquity of communicating devices demonstrates the exponential growth experienced by this area since the first wireless communications. At the time of all-in-one, multiple applications within a single device requires the use of ever more powerful and small components. At the heart of these systems, filters are becoming increasingly important. In a space environment, reliability constraints and space are particularly dramatic. The choice of materials is also limited, which reduces the possibilities of innovation. However, the improvement of accuracy and reliability in manufacturing technologies opens new opportunities for innovation and improved components. This work has been motivated by the desire to bring more performances and reliability, a smaller footprint by taking advantage of the potential offered by combining the concept SIW and LTCC. The results update serious technological dispersions. However, the potential association SIW / LTCC is shown, and the difficulties are surmountable. SIW filters in LTCC therefore have advantages for itself as a serious alternative to existing solutions.BREST-SCD-Bib. electronique (290199901) / SudocSudocFranceF

Energy Recovery from Microstrip Passive Circuits

In this paper, the energy recovery in microstrip passive circuits from the power losses into heat is studied. For this purpose, a thermoelectric generator (TEG) based on the Seebeck effect principle is used, which converts part of the power dissipated into heat to dc electrical power. A solution integrating the TEG with the microstrip circuit is proposed, and design guidelines in order to optimize the recovered power keeping a good isolation between the RF signal and the TEG system are provided. As will be shown, under moderate applied signal powers of just 1–5 W, the levels of recovered power in microstrip passive circuits can be notable. As a demonstrator circuit, an integration device formed by an embedded microstrip bandpass filter for WiMAX applications and a TEG is designed, fabricated, and characterized (thermal and electrically). Different scenarios are considered, depending on frequency and thermal loads. For an applied inband CW input signal power of 2 W at 3.48 GHz, a recovered power of around 250 μW has been continuously supplied to the electrical load. Several aspects, such as efficiency and future improvements, are also discussed.This work was supported by the Euripides European Project MIDIMU-HD

Étude de dispositifs hyperfréquences accordables en technologie microfluidique

La multiplication des besoins des utilisateurs dans le domaine des télécommunications a conduit à une surexploitation du spectre de fréquence. Ceci a engendré la raréfaction des bandes de fréquence conduisant à une nécessité de gestion rationnelle des fréquences. Des contraintes ont été rajoutées aux systèmes d émission / réception et en particulier sur les filtres pour éviter la saturation des services. Dans cette thèse, les travaux s orientent surtout vers la conception de résonateurs, de filtres planaires et volumiques (3D) accordables dans le domaine des fréquences millimétriques (>= 30 GHz) en utilisant une nouvelle technique d accordabilité basée sur des principes microfluidiques. Il s agit d une nouvelle approche d agilité qui consiste à faire circuler de la matière (liquides conducteur, diélectrique ou magnétique) dans un substrat diélectrique par le biais de micro canaux. Le substrat diélectrique utilisé, est une résine SU-8 qui offre une souplesse dans la réalisation des micros canaux et des structures volumiques grâce à son bon facteur de forme ( 50%). La circulation de liquides dans le substrat, permet de modifier localement les propriétés électromagnétiques du milieu, ce qui conduit à une modification de la fréquence de résonance du dispositif.The proliferation of user needs in the field of telecommunications, has led to overexploitation of the frequency spectrum. This led to the scarcity of frequency bands leading to a need for efficient management of frequencies. Constraints were added to the transmitting / receiving systems and in particular on the filters to prevent the saturation of the services. In this thesis, work is mainly oriented towards the design of resonators, planar and volumetric (3D) tunable filters in the field of millimeter wave frequencies (> = 30 GHz) using a new tunable technique which is microfluidic. This is a new approach to agility which consists of circulating the material (conductive, dielectric or magnetic liquids) in a dielectric substrate through micro channels. The dielectric substrate used is a resin SU-8 which provides flexibility in the implementation of microchannels and volumetric structures thanks to its good form factor ( 50%). The circulation of fluid in the substrate allows to locally modifying the electromagnetic properties of the medium. This leads to a change in the resonant frequency of the device.BREST-SCD-Bib. electronique (290199901) / SudocSudocFranceF

Mise en oeuvre d'une topologie en A pour la conception d'un filtre SIW rétrocouplé

National audienceDans cet article nous présentons la conception d'un filtre SIW d'ordre 6 avec un rétrocouplage volumique entre les cavités 1 et 6. Ce rétrocouplage permet d'introduire des zéros de transmission et ainsi améliorer la réjection hors bande du filtre. L'idée consiste à réaliser un couplage électrique en couplant ces deux cavités par un tronçon de guide. Les résultats de simulation et de mesure sont convaincants et montrent la pertinence de l'idée qui permet de s'affranchir du report en surface du filtre SIW d'éléments additionnels et donc de proposer une solution simple à coût maîtrisé

Modélisation jusqu'à 45 GHz des couplages entre microvias et cavités en technologie PCB multicouches quelles que soient les frontières

National audienceNous développons ici une modélisation simple du couplage entre les microvias et les cavités créées par les plans métalliques au sein des PCB multicouches. Ce modèle, basé sur la notion d'impédance des plans parallèles permet la prise en compte de frontières des cavités de natures différentes, ouvertes ou réalisées à l'aide de trous métallisés. Le modèle circuit est validé par comparaison avec des simulations électromagnétiques dans la bande 0-45 GHz et cela pour différents cas de figure des frontières de la cavité, en circuit ouvert ou court-circuit réalisé à l'aide de trous perforants métallisés. 1. Introduction Les technologies multicouches telles que le LTCC ou bien encore les PCB multicouches permettent une réduction des dimensions des circuits en utilisant la 3 ième dimension pour réduire les distances. Pour accéder à cette 3 ième dimension il est nécessaire d'utiliser des vias ou des microvias permettant de relier les différentes couches métalliques entre elles. Ces vias et microvias, traversant plusieurs couches métalliques, entraînent des couplages avec les cavités qu'ils traversent ce qui se traduit par des dégradations des signaux[1][2]. Afin de prévoir et de limiter ces effets, il est nécessaire d'avoir une méthode analytique rendant compte rapidement de ces phénomènes de couplage. Nous présentons dans cette communication une méthode basée sur la détermination des modes de cavités [2] tenant compte des frontières des cavités créées par les différents plans métalliques. Ces cavités peuvent être ouvertes ou fermées à l'aide de trous métallisés, les frontières pouvant être de natures différentes suivant le bord de la cavité considéré. L'approche circuit que nous proposons est validée à l'aide de simulations électromagnétiques et de mesures jusqu'à 45 GHz. 2. Modélisation du couplage