Les performances des systèmes électroniques modernes pour les applications spatiales et militaires sont confrontées à de grandes attentes, notamment des densités d’intégration plus élevées et des facteurs de forme plus petits. Ce défi a généré un fort besoin de miniaturisation et d’intégration à un niveau supérieur. Par ailleurs, des performances larges bandes sont souvent recherchées en raison de l'augmentation du débit des données ou encore, dans le cas des systèmes de communications tactiques, en raison de la nature de l’application. Afin d’atteindre l’ensemble de ces objectifs, le choix d’une technologie de fabrication bien appropriée est nécessaire.
La technologie LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) offre la possibilité d'incorporer des composants passifs à l’intérieur du substrat ce qui permet de réduire considérable la taille d'un circuit. Entre autres, la technologie LTCC est particulièrement intéressante pour la conception de modules RF microondes et millimétriques à cause des faibles pertes qu’elle présente à ces fréquences. Ceci favorise l'efficacité énergétique pour les circuits de puissance et implique des facteurs de qualité plus élevés dans différents types de structures passives. Cependant, il faut garantir que les performances RF, d'un composant donné, soient maintenues lorsqu’il est inséré dans le substrat en ajoutant les transitions adéquates entre les différentes couches.
Ce mémoire porte sur la conception et l’intégration d’un LNA (Low Noise Amplifier) large bande à structure balancée en technologie LTCC destiné aux applications tactiques. L’objectif principal est d’identifier et de valider expérimentalement les moyens de miniaturiser le circuit dans le but de réaliser un LNA centré à 4.7 GHz avec une bande passante de 600 MHz. La structure balancée est composée principalement de deux coupleurs hybrides 90° et de deux transistors RF à faible bruit. Le prototype du LNA figure parmi les premiers circuits complexes fabriqués en technologie LTCC au laboratoire LACIME de l’ÉTS. Les résultats préliminaires confirment l’intérêt de développer une seconde itération de fabrication. Ce travail de recherche propose aussi la conception et l’intégration 3D d’un coupleur hybride 90° à lignes couplées dissimulées dans le corps du substrat. Le coupleur, conçu initialement pour être intégré à la structure balancée du LNA, reste valable pour d’autres applications RF. Les transitions nécessaires à l’intégration du coupleur ont été optimisées pour une meilleure adaptation. Les résultats expérimentaux du coupleur s’accordent étroitement aux simulations et présentent de bonnes performances sur une large bande de fréquences d’opération [3.2 GHz - 5.1 GHz]; des coefficients de réflexion inférieurs à -15dB, une balance en amplitude de ±0.5 dB, un déphasage de 90°±1.5 et une taille miniaturisée (3.3 × 6.8 × 2.15 mm3). Le coupleur opère à des températures de -55°C à +85ºC
