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Dissertations / Theses on the topic 'Varactors'
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Mahdavi, Sareh. "RF power amplifiers and MEMS varactors." Thesis, McGill University, 2007. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=112576.
Full textAbstract:
This thesis is concerned with the design and implementation of radio frequency (RF) power amplifiers and micro-electromechanical systems---namely MEMS varactors. This is driven by the many wireless communication systems which are constantly moving towards increased integration, better signal quality, and longer battery life.<br>The power amplifier consumes most of the power in a receiver/transmitter system (transceiver), and its output signal is directly transmitted by the antenna without further modification. Thus, optimizing the PA for low power consumption, increased linearity, and compact integration is highly desirable.<br>Micro-electromechanical systems enable new levels of performance in radio-frequency integrated circuits, which are not readily available via conventional IC technologies. They are good candidates to replace lossy, low Q-factor off-chip components, which have traditionally been used to implement matching networks or output resonator tanks in class AB, class F, or class E power amplifiers. The MEMS technologies also make possible the use of new architectures, with the possibility of flexible re-configurability and tunability for multi-band and/or multi-standard applications.<br>The major effort of this thesis is focused on the design and fabrication of an RF frequency class AB power amplifier in the SiGe BiCMOS 5HP technology, with the capability of being tuned with external MEMS varactors. The latter necessitated the exploration of wide-tuning range MEMS variable capacitors, with prototypes designed and fabricated in the Metal-MUMPS process.<br>An attempt is made to integrate the power amplifier chip and the MEMS die in the same package to provide active tuning of the power amplifier matching network, in order to keep the efficiency of the PA constant for different input power levels and load conditions.<br>Detailed simulation and measurement results for all circuits and MEMS devices are reported and discussed.
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Brown, Dustin Anthony. "Novel Approaches to Ferroelectric and Gallium Nitride Varactors." University of Dayton / OhioLINK, 2014. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=dayton1398902436.
Full text
3
Duchamp, Jean-Marc. "Etude et conception de structures périodiques, type lignes de transmission non linéaires, pour des applications de multiplication de fréquences en bandes V." Chambéry, 2004. http://www.theses.fr/2004CHAMS051.
Full textAbstract:
L'explosion des besoins en débits numériques des utilisateurs implique la mise en œuvre de techniques d'interconnexion de réseaux performantes. Les besoins de bande passante, à coût faible, nécessitent l'étude de nouveaux dispositifs de communication sans fils à des fréquences de plus en plus élevées. La bande de fréquences, dite bande V est une plage fréquentielle encore libre et qui présente l'avantage de limiter la propagation hertzienne à quelques centaines de mètres ce qui est bien adapté aux liaisons dites du "dernier kilomètre". La génération de fréquences au-delà de quelques dizaines de GHz, est basée sur l'utilisation de composants électroniques à résistance négative. L'inconvénient principal de cette solution est que la puissance générée diminue rapidement lorsque la fréquence de fonctionnement augmente. La solution alternative envisagée repose sur l'association d'un oscillateur et d'un multiplieur de fréquences micro-onde. La multiplication est obtenue grâce à des varactors. Leur association en réseaux périodiques concentre la puissance transmisse quelques fréquences. L'apparition de nouveaux varactors "symétriques" : les varactors hétéro structures (HBV) nécessitent une nouvelle approche des critères de choix des non-linéarités. Les performances fréquentielles de la structure de propagation sur laquelle seront répartis les varactors ont également fait l'objet d'une analyse. L'étude comparative des coefficients de propagation pour une ligne micro ruban, un guide d'onde coplanaire et une Fin-line a permis de mettre en évidence les avantages et inconvénients de chacune de ces structures autour de 60 GHz. Les définitions de nouveaux modèles électriques permettant la prise en compte des différentes pertes dans les structures périodiques ont pu être validé par des réalisations. L'étude de la répartition de la non-linéarité le long de la structure de propagation a également démontré l'intérêt des structures périodiques. L'ensemble des ces résultats a conduit à la définition d'une topologie de ligne de propagation non linéaire optimale qui multiplie une fréquence de 20 GHz par trois. Cette ligne repose sur une structure de guide d'onde co-planaire chargée périodiquement par des HBV avec un rendement de puissance de 2Q% pour une bande passante de plus de 30 %<br>Ln spite of high growth in telecommunications equipment performances, numerical information demands have never been so strong. The need of low cost bandwidth implies to study new wireless networks with higher frequencies. The V-band frequencies (circa 60 GR) corresponds to a non-allocated frequency range which main advantage is to be perfectly adapted for the last mile transmission between providers and users. Frequencies generation higher than tell GR is based on the use of negative resistances electronic components such as tunnel effect or Gunn effect. The micro-waves power generated by the oscillator directly depends from the negative resistance variation dynamics. However, the power generated reduces rapidly when frequency increases (1/f3 variation). A microwave frequency multiplier associated to the oscillator forms a good alternative. Non-linear components such as varactors allow harmonic generations. Furtherrnore, if we integrate them in periodical networks, the output power increases owing to the fact that the input frequency is concentrated in fewer harmonics. The aim of this PhD is to define structural and technological solutions that optimise frequency multiplier periodical networks (Periodically loaded non-linear transmission lines). The use of new heterostructure-barrier varactors (HBV's) implies a brand new approach of the NL varactors selection criteria. A new method allowing the comparison between the HBV non-linearity performances bas been designed. A comparative study of the propagation parameters of 3 linear transmission lines (micro-strip, coplanar wave guide and Fin-line) points out the pro and cons of each structure in the selected 60 GR frequency band. New electrical models taking into account the various losses in the periodical structures have also been design and realise. The study of the non-linearity distribution along the transmission line shows the advantage of the PL structure. Finally, these various results permit the design and realisation of a frequency tripler with 60 GR output frequency based on NL transmission line. This optimal line is a coplanar wave-guide transmission line periodically loaded by HBV's. Fourteen sections produce for this frequency tripler a 20% efficiency output, power for a 30% bandwidth
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Price, Tony S. "Nonlinear Properties of Nanoscale Barium Strontium Titanate Microwave Varactors." Scholar Commons, 2012. http://scholarcommons.usf.edu/etd/4390.
Full textAbstract:
Barium strontium titanate thin film varactors have been widely investigated for the purpose of creating tunable front-ends for RF and microwave systems. There is an abundance of literature observing the capacitance-voltage behavior and methods on improving tunability. However, there is a lack of thorough investigations on the nonlinear behavior, specifically the third order intermodulation distortion, and the parameters that impact it. There is also a research void that needs to be filled for nanoscale barium strontium titanate varactors as nanotechnology becomes increasingly prevalent in the design of RF and microwave components.
This work aims to advance the understanding of nonlinear properties of barium strontium titanate varactors. Temperature and voltage impacts on the third order intermodulation distortion products of BST varactors are observed by two-tone measurements. The material properties of the films are correlated with the nonlinear behavior of the varactors. Additionally, size reduction capabilities are shown by fabricating planar barium strontium titanate interdigital varactors with nanoscale size gaps between the electrodes. Modeling techniques are also investigated.
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Yue, Hailing. "Design and Optimization of Barium Strontium Titanate Ferroelectric Varactors." University of Dayton / OhioLINK, 2012. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=dayton1348779036.
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6
Kim, Jang-Yong. "Processing and On-Wafer Test of Ferroelectric Film Microwave Varactors." Doctoral thesis, Stockholm : Information and Communication Technology (ICT), Kungl. Tekniska högskolan (KTH), 2006. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-4226.
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7
Lieu, Anthony D. "A New Architecture For Low-Voltage Low-Phase-Noise High-Frequency CMOS LC Voltage-Controlled Oscillator." Diss., Georgia Institute of Technology, 2005. http://hdl.handle.net/1853/7109.
Full textAbstract:
Presented in this work is a novel design technique for a low-phase-noise high-frequency CMOS voltage-controlled oscillator. Phase noise is generated from electrical noise near DC, the oscillation frequency, and its harmonics. In CMOS technology, low-frequency flicker noise dominates the close-in phase noise of the VCO. The proposed technique minimizes the VCO phase noise by seeking to eliminate the effect of flicker noise on the phase noise. This is accomplished by canceling out the DC component of the impulse sensitivity function (ISF) corresponding to each flicker-noise source, thus preventing the up-conversion of low-frequency noise into phase noise. The proposed circuit topology is a modified version of the complementary cross-coupled transconductance VCO, where additional feedback paths are introduced such that a designer can choose the feedback ratios, transistor sizes, and bias voltages to achieve the previously mentioned design objectives. A step-by-step design algorithm is presented along with a MATLAB script to aid in the computation of the ISFs and the phase noise of the VCO. Using this algorithm, a 5-GHz VCO was designed and fabricated in a 0.18μm CMOS process, and then tested for comparison with simulated results.
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Perrier, Anne-Laure. "Conception et réalisation d’adaptateurs d’impédances et de diviseurs de puissance miniatures et accordables par varactors." Chambéry, 2006. http://www.theses.fr/2006CHAMS034.
Full textAbstract:
Pour faire face à l'encombrement de certains systèmes hyperfréquences, la conception de dispositifs accordables est une solution exploitée actuellement. Les adaptateurs d'impédances et les diviseurs de puissance sont des éléments fréquemment utilisés respectivement pour l'adaptation de transistors ou d'antennes et pour la réalisation de réseaux d'antennes à balayage. Basés généralement sur le principe de la ligne quart d'onde, ces dispositifs sont encombrants et ont une bande passante limitée et fixe. Dans cette thèse, nous avons développé une étude théorique et conçu des adaptateurs d'impédances et diviseurs de puissance accordables à l'aide de varactors. Nous avons pu réaliser des dispositifs compacts, non plus basés sur la ligne quart d'onde, mais sur le principe d'une ligne de transmission haute impédance chargée par des capacités. Deux méthodes sont présentées pour optimiser et mesurer un adaptateur d'impédances miniature et accordable. Puis nous présentons plusieurs diviseurs de puissance miniatures. Les uns sont fixes, les autres accordables en fréquence, en isolation ou en puissance. .<br>To decrease the size of some radio-frequency systems, the design of tunable devices is a solution currently exploited. The tuners and the power dividers are devices frequently used respectively for the transistor or antenna matching and for the realization of phase array antenna. Generally based on the principle of the quarter wave line, these bulky devices present limited and fixed bandwidth. In this thesis, we developed a theoretical study and designed of tunable and miniaturized tuners and power dividers using varactors. We show we could realized compact devices not based on the classical quarter wave line but on the principle of a high characteristic impedance transmission line charged by capacitors. Two methods are presented to optimize and measure a miniature and tunable tuner. Then we present several miniature power dividers. The ones are fixed, the other are tunable in frequency, isolation or power. .
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Maget, Judith. "Varactors and inductors for integrated RF circuits in standard MOS technologies." [S.l. : s.n.], 2002. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=967584388.
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10
Krishnamurthi, Kathiravan Carleton University Dissertation Engineering Electronics. "Heterostructure varactors on InP and GaAs for millimeter-wave frequency triplers." Ottawa, 1995.
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Baylis, Samuel Andrew. "Tunable patch antenna using semiconductor and nano-scale Barium Strontium Titanate varactors." [Tampa, Fla.] : University of South Florida, 2007. http://purl.fcla.edu/usf/dc/et/SFE0001970.
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Obuh, Isibor Ehi. "Low-cost fabrication techniques for RF microelectromechanical systems (MEMS) switches and varactors." Thesis, University of Leeds, 2018. http://etheses.whiterose.ac.uk/21479/.
Full textAbstract:
A novel low-cost microfabrication technique for manufacturing RF MEMS switches and varactors is proposed. The fabrication process entails laser microstructuring and non-clean room micro-lithography standard wet bench techniques. An optimized laser microstructuring technique was employed to fabricate the MEMS component members and masks with readily available materials that include, Aluminum foils, sheets, and copper clad PCB boards. The non-clean room micro-lithography process was optimized to make for the patterning of the MEMS dielectric and bridge support layers, which were derived from deposits of negative-tone photosensitive epoxy-based polymers, SU-8 resins (glycidyl-ether-bisphenol-A novolac) and photoacid activated ADEXTM dry films. The novel microfabrication technique offers comparatively reasonably yields without intensive cleanroom manufacturing techniques and their associated equipment and processing costs. It is an optimized hybrid rapid prototyping manufacturing process that makes for a reduction in build cycles while ensuring good turnarounds. The techniques are characterized by analysing each contributing technology and dependent parameters: laser structuring, lithography and spin coating and thin film emboss. They are developed for planar substrates and can be modified to suit specific work material for optimized outcomes. The optimized laser structuring process offers ablation for pitches as small as 75 μm (track width of 50 μm and gap 25 μm), with a deviation of 3.5 % in the structured vector’s dimensions relative to design. The lithography process also developed for planar and microchannel applications makes for the realization of highly resolved patterned deposits of the SU-8 resin and the laminated ADEXTM polymer from 1 μm to 6 μm and with an accuracy ±0.2 μm. The complete micro-fabrication technique fabrication techniques are demonstrated by realizing test structures consisting of RF MEMS switches and varactors on FR4 substrates. Both MEMS structures and FR4 substrate were integrated by employing the micro-patterned polymers, developed from dry-film ADEXTM and SU-8 deposits, to make for a functional composite assembly. Average fabrication yield up to 60 % was achieved, calculated from ten fabrication attempts. The RF measurement results show that the RF MEMS devices fabricated by using the novel micro-fabrication process have good figure-of-merits, at much lower overall fabrication costs, as compared to the devices fabricated by conventional cleanroom process, enabling it to be used as a very good micro-fabrication process for cost-effective rapid prototyping of MEMS.
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Mélique, Xavier. "Tripleur de fréquence utilisant des diodes varactors à hétérostructures en gamme millimétrique." Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-437.pdf.
Full textAbstract:
Les récentes évolutions des technologies de fabrication des composants ont conduit à une remarquable augmentation des fréquences de fonctionnement notamment pour les applications spatiales aux longueurs d'ondes millimétriques et submillimétriques. Ces dispositifs intègrent des chaînes de détection hétérodyne et posent le problème crucial de l'oscillateur local. Ce travail de thèse s'inscrit dans ce contexte et porte sur la technologie des composants à hétérostructures avec comme objectif principal la réalisation d'un tripleur de fréquence 83/250 GHz. Au plan de la multiplication de fréquence, les composants de type Heterostructure Barrier Varactor (HBV) bénéficient de caractéristiques électriques favorables à la génération de signaux harmoniques impairs. En effet, ces diodes possèdent une forte non-linéarité capacitive symétrique sur une large plage de tension sans conduction parasite. Les principales optimisations ont été menées sur le contraste en capacité et la tenue en tension mais, surtout, sur le comportement très haute fréquence des composants. Par conséquent, il était nécessaire de diminuer les éléments intrinsèques (résistance série et capacité intrinsèque) et extrinsèques (capacité et inductance parasites). Ceci a pu être réalisé par l'intégration planaire de plusieurs composants en série mettant en oeuvre des techniques novatrices de connexion par pont à air. Des résultats de tout premier plan ont été obtenus notamment en termes de contraste en capacité (Cmax/Cmin = 6) et de tension de seuil (Vseuil = 50 Volts). Une phase de caractérisation hyperfréquence nous a permis de déterminer des fréquences de coupure de plusieurs Terahertz et une étude thermique a été entreprise afin d'évaluer la température de jonction des diodes. Enfin, des mesures en multiplication, effectuées en collaboration avec Matra Marconi Space et l'Observatoire de Paris, ont mené à des résultats en tripleur de fréquence à l'état de l'art de ces composants : Psortie = 10 mW, F = 250 GHz, Eta = 12%.
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Ferrero, Fabien. "Reconfiguration dynamique d'antennes imprimées en directivité et polarisation." Nice, 2007. http://www.theses.fr/2007NICE4054.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'étude d'antennes agiles en directivité et polarisation, et de leurs circuits d'alimentation. Cette agilité est obtenue au moyen de différents éléments actifs dont les propriétés sont mises à profit pour modifier le fonctionnement électromagnétique des antennes. Des composants semi-conducteurs classiques comme les diodes PIN ou les varactors sont ainsi reportés sur des circuits d'alimentation des antennes selon les techniques MIC (microwave integrated circuit). Une architecture innovante de coupleur reconfigurable à base de varactors est proposée, étudiée et théorisée. Ce coupleur hybride est associé à une antenne à double alimentation orthogonale. Le système complet permet une reconfiguration de la polarisation de l'onde rayonnée par l'antenne, allant d'une polarisation parfaitement linéaire à une polarisation circulaire. Les mesures de cette antenne montrent un rapport axial pour la polarisation circulaire de 0,8dB. Une seconde application proposée permet de réaliser éléctroniquement une variation sur un angle de 90° de la direction de polarisation d'une antenne. Les mesures montrent qu'une polarisation linéaire de qualité est conservée tout au long de la rotation. Dans une troisième étude, une antenne microruban est associée à deux éléments parasites sur un même substrat. En modifiant la réactance de charge des deux éléments parasites, une reconfiguration du diagramme de rayonnement de l'antenne est observée. Enfin, différentes solutions sont proposées pour alimenter un réseau linéaire. Une première solution utilisant deux coupleurs hybrides en mode réflexion et des diodes PIN permet de réduire le nombre de composants nécessaires à la conception. Un second déphaseur basé sur le coupleur reconfigurable et la méthode de la sommation des vecteurs en quadrature est étudiée. Ce déphaseur est associé à un réseau de deux antennes pour modifier l'angle de focalisation du réseau. Enfin, une solution totalement intégrée sur Silicium haute résistivité à 60 GHz utilisant des composants microsystèmes est étudiée et réalisée grâce au procédé micro-électronique de la société MEMScap. Les déphaseurs utilisent la technique des lignes commutées. Des commutateurs MEMS de type série et parallèles sont conçus, simulés et réalisés. Les système final occupe une place de 0,5*1mm²<br>This study concern reconfigurable antenna and their feeding circuit. Directivity and polarisation agility is obtained using different active components as PIN diodes and varactors which directly reported on the feeding circuit using MIC (microwave integrated circuit). A novel architecture of quasi-lumped coupler based on varactor is proposed, studied and theorized. This hybrid coupler is associated to a dual-orthoganal feed antenna. The system allow a reconfiguration of the polarization of the radiated antenna from a linear polarization to a circular one. Measurements show an axial ratio for the circular polarization of 0. 8dB. In a second application, a linear polarization can be rotated on a 90° angle. Measurements show that a high quality linear polarization is conserved during the rotation. In a third study, a microstrip antenna is associated with two parasitic elements. While the reactance connected to the parasitic elements is changed, a reconfiguration of the radiating pattern is observed. Eventually, diffent soltions are proposed to feed a linear array of antenna. A first solution using two hybrid coupler in reflection mode et PIN diodes permits to reduce the number of active devices needed. A second phased shifter based on the quasi-lumped hybrid coupler and the summation method is studied. This phase shifter is associated with an array of two antennas to modify the focusing of the radiating beam. Finally, a solution fully integrated on a high K silicon substrate is studied and realised. Phase shifter are using switching line technique
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Lacorte, Caniato Serrano Ariana Maria da Conceição. "Synthesis and design of tunable microwave bandpass filters using planar patch resonators." Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENT029/document.
Full textAbstract:
L'objectif de la thèse était la conception et la synthèse de filtres RF passe-bande reconfigurables, basés sur des résonateurs de type “Patch”. Une méthode de conception dédiée à la synthèse des filtres reconfigurables a été développée et appliquée à deux filtres reconfigurables basés sur des « patchs » triangulaire et circulaire. La technique de synthèse repose sur l'analyse de la matrice de couplage, facilitée par une analyse électromagnétique des modes propres des résonateurs « Patch ». Les filtres reconfigurables ont été conçus et optimisés à l'aide de simulations électromagnétiques 3D en incluant le modèle électrique des composants localisés utilisés, diodes varactors et capacités fixes. Les deux filtres reconfigurables ont été réalisés en technologie circuit imprimé. Les dimensions minimum du « layout » ont été choisies afin d'être compatibles avec une technologie bas coût, la dimension la plus faible n'étant pas inférieure à 0,5 mm<br>The objective of this thesis is the design and synthesis of tunable bandpass filters at microwave frequencies using planar patch resonators. A methodology for the design and synthesis of tunable patch filters is developed and applied to two filters with triangular and circular topologies. The methodology provides techniques to extract the coupling scheme that models the filter behavior and the necessary equations for calculating the corresponding coupling matrix. Then, the theoretical filter response resulting from the analysis of the coupling matrix coefficients is compared to the results of complete simulations. The complete simulations combine the results of the 3D electromagnetic (EM) simulation of the filter layout with the results of the electrical simulation of the tuning devices, represented by their lumped elements equivalent model. This allows the correct model of the tuning effect and the definition of the tuning possibilities and limits. In order to validate the methodology, the tunable patch filters are fabricated using Microwave Integrated Circuit (MIC) technology on flexible substrates. The minimum dimensions are greater than 0.5 mm, ensuring a low cost fabrication process
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Sameni, Pedram. "Modelling and applications of MOS varactors for high-speed CMOS clock and data recovery." Thesis, University of British Columbia, 2008. http://hdl.handle.net/2429/516.
Full textAbstract:
The high-speed clock and data recovery (CDR) circuit is a key building block of modern communication systems with applications spanning a wide range from wireline long-haul networks to chip-to-chip and backplane communications. In this dissertation, our focus is on the modelling, design and analysis of devices and circuits used in this versatile system in CMOS technology. Of these blocks, we have identified the voltage-controlled oscillator (VCO) as an important circuit that contributes to the total noise performance of the CDR. Among different solutions known for this circuit, LC-VCO is acknowledged to have the best phase noise performance, due to the filtering characteristic of the LC tank circuit. We provide details on modelling and characterization of a special type of varactor, the accumulation-mode MOS varactor, used in the tank circuit as a tuning component of these types of VCOs.
We propose a new sub-circuit model for this type of varactor, which can be easily migrated to other technologies as long as an accurate model exists for MOS transistors. The model is suitable whenever the numerical models have convergence problems and/or are not defined for the specific designs (e.g., minimum length structures). The model is verified directly using measurement in a standard CMOS 0.13µm process, and indirectly by comparing the tuning curves of an LC-VCO designed in CMOS 0.13µm and 0.18µm processes. Using a varactor, a circuit technique is proposed for designing a narrowband tuneable clock buffer, which can be used in a variety of applications including the CDR system. The buffer automatically adjusts its driving bandwidth to that of the VCO, using the same control voltage that controls the frequency of the VCO. In addition, a detailed analysis of the impact of large output signals on the tuning characteristics of the LC-VCO is performed. It is shown that the oscillation frequency of the VCO deviates from that of an LC tank.
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Yang, Chun-Ju. "The Design Methodology and Optimization of Varactors Based Tunable Matching Network for Power Amplifiers with Load Adaptation Technique." The Ohio State University, 2011. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1308320281.
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Havart, Reynald. "Fonctions électroniques non linéaires pour les applications spatiales au dessus de 100 GHz." Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-97.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail est consacre à l'étude, aux longueurs d'ondes millimétriques et submillimétriques, des fonctions de multiplication de fréquence et de mélange pour les têtes de réception hétérodynes utilisées dans le domaine spatial. Pour les applications en multiplication de fréquence, nous avons privilégié de par leur caractéristique C(V) paire, l'utilisation d'hétérostructures Simple Barrière Varactor. Trois structures épitaxiales de diodes SBV ont ainsi été considérées pour optimiser le rendement de conversion. Les deux premières ont consisté à bloquer la conduction à l'aide d'une barrière à couches alternées et à augmenter le contraste en capacité au moyen de plans de dopage ou de puits de potentiel. La troisième solution a reposé sur la mise en série épitaxiale de deux cellules SBV afin de diminuer la constante RsC. C'est sur la base de ce dernier composant que nous avons défini les performances d'un multiplicateur de fréquence 3x80 GHz. Ce travail a permis de mettre en évidence les rôles prépondérants des conditions d'adaptation d'impédance ainsi que de la résistance série<br>Par ailleurs, à l'heure ou quelques multiplicateurs utilisent un composant varactor afin de générer de la puissance à des fréquences proches du Terahertz, nous avons montré à l'aide d'une méthode Monte-Carlo que dans ce cas, le phénomène de saturation en courant doit absolument être pris en compte. Toutefois pour de faibles excursions en tension, la diode SBV prépuits-postpuits peut s'affranchir de cette limitation. C'est sur cette base que nous avons étudié le second étage d'une chaîne de multiplication 83x3x3 GHz. Pour la fonction mélange, notre travail a porté sur l'étude des potentialités d'un mélangeur subharmonique à 560 GHz utilisant un montage antiparrallèle de diodes Schottky. Les premiers calculs ont montré la forte dépendance du gain de conversion en fonction de la résistance série. Ainsi ici encore, de gros efforts technologiques doivent être effectués pour diminuer la valeur de Rs
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Duez, Valérie. "Hétérostructures semiconductrices uni-et bi-polaires : de la physique au composant." Lille 1, 2000. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2000/50376-2000-186.pdf.
Full textAbstract:
Ce memoire est consacre a l'etude des heterostructures formees a partir de materiaux semiconducteurs iii-v appliquees aux dispositifs electroniques quantiques. Trois themes sont plus particulierement abordes. Leur denominateur commun est la simulation des proprietes physiques des heterostructures tant d'un point de vue electrique qu'optique mettant en jeu la resolution autocoherente des equations de poisson et de schrodinger mono-et multi-bandes. Nous avons tout d'abord etudie l'heterostructure inalas/inp, intrinsequement de type ii. L'analyse des spectres de photoluminescence nous a amene a considerer les readaptations d'interface favorisant l'apparition d'une couche intermediaire d'inas qui transforme l'heterostructure en un type mixte type i/type ii. Ensuite nous abordons la multiplication de frequence avec les composants hbv (heterostructure barrier varactor) dont les proprietes de symetrie favorisent la generation d'harmoniques impairs. La non-linearite capacitive a ete optimisee dans les systemes de materiaux inp et gaas par insertion de perturbations de potentiel de part et d'autre de la barriere bloquante. Des contrastes de capacite proches de 10 : 1 associes a des tensions de seuil elevees ont ete obtenus. Des criteres de conception pour un fonctionnement vers les frequences terahertz sont proposes. Enfin nous presentons une etude de la diode a effet tunnel resonnant interbande par une approche multibande. En effet ce type de composant a base d'antimoine favorise un courant electrons-trous legers-electrons dont l'allure est modulee par la reaction de charge d'espace des trous lourds. Ceci est mis a profit pour l'analyse de detecteurs optiques ultra-rapides a haute sensibilite.
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Pistono, Emmanuel. "Conception et réalisation de filtres microondes planaires accordables par varactors, à base de structures périodiques." Phd thesis, Grenoble INPG, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00429349.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail fut de concevoir des filtres accordables dans le domaine RF/microondes. Après avoir dressé un état de l'art du filtrage accordable microonde et défini des facteurs de mérite permettant de comparer ces types de dispositifs, trois topologies de filtres ont ensuite été proposées. Ces filtres sont basés sur des structures périodiques planaires constituées de lignes de propagation et de capacités chargeant ces lignes. Pour les trois études présentées, des modélisations semi-réparties de ces structures ont été effectuées, modélisations analytiques prenant en considération un modèle réparti des lignes de propagation et un modèle localisé des capacités considérées. Des règles de conception simples ont alors été déduites. Des filtres fixes et accordables ont pu être conçus à partir de ces méthodes de conception puis réalisés en technologie coplanaire hybride. L'accord de la fréquence de fonctionnement et/ou de la bande passante de ces filtres est réalisé par l'intermédiaire de varactors chargeant les lignes de propagation, les varactors que nous avons utilisés étant du type jonctions semiconductrices polarisées en inverse présentant des facteurs de qualité acceptables aux fréquences de travail considérées pour nos prototypes (entre 0,5 et 9 GHz). Les mesures des prototypes réalisés ont ensuite permis de valider les études théoriques proposées.
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Petot-Barbier, Céline. "Caractérisation et modélisation de composants passifs haute fréquence et étude du couplage substrat en technologies CMOS standard et SOI." Caen, 2006. http://www.theses.fr/2006CAEN2001.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire a pour but de modéliser des composants passifs tels que des varactors et des inductances, ainsi que d'étudier le couplage substrat en haute fréquence en technologie CMOS 120nm et 90nm. Une comparaison de ces structures sur un substrat standard et SOI est présentée. Le premier chapitre permet de poser les bases de la caractérisation hyperfréquence sur plaque et de présenter les différents équipements utilisés pour la mesure des structures de test. Grâce à la validation du nouvel analyseur de réseau, des mesures ont été effectuées pour permettre la modélisation de capacités variables telles que des varactors N+/puits-N différentiels et des inductances différentielles. Le deuxième défi étant le couplage substrat, celui-ci est étudié en technologie CMOS 90nm. Des recommandations sont proposées aux concepteurs pour isoler les blocs de circuit sensibles dans cette technologie. Un modèle RC, basé sur les données technologiques, est développé pour une meilleure compréhension des phénomènes de couplage mis en jeu dans le substrat. La dernière partie aborde la technologie SOI et montre que les composants passifs différentiels étudiés précédemment ne sont pas affectés par cette technologie. Celle-ci permet même de s'affranchir de l'écran protection des inductances utilisé en technologie standard pour limiter les pertes dans le substrat. Le couplage substrat est aussi étudié en technologie SOI. Ces études ont permis d'étudier les deux principaux défis de l'intégration de composants haute fréquence dans les technologies avancées de part les dimensions mis en jeu et la nature du substrat.
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Kienemund, Daniel [Verfasser], Rolf [Akademischer Betreuer] Jakoby, and Alexander [Akademischer Betreuer] Kölpin. "High-Power Varactors for Fast Adaptive Impedance Matching at 13.56 MHz / Daniel Kienemund ; Rolf Jakoby, Alexander Kölpin." Darmstadt : Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt, 2019. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:tuda-tuprints-88601.
Full text
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Kienemund, Daniel [Verfasser], Rolf Akademischer Betreuer] Jakoby, and Alexander [Akademischer Betreuer] [Kölpin. "High-Power Varactors for Fast Adaptive Impedance Matching at 13.56 MHz / Daniel Kienemund ; Rolf Jakoby, Alexander Kölpin." Darmstadt : Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt, 2019. http://d-nb.info/1192442504/34.
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Kienemund, Daniel Verfasser], Rolf [Akademischer Betreuer] Jakoby, and Alexander [Akademischer Betreuer] [Kölpin. "High-Power Varactors for Fast Adaptive Impedance Matching at 13.56 MHz / Daniel Kienemund ; Rolf Jakoby, Alexander Kölpin." Darmstadt : Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt, 2019. http://d-nb.info/1192442504/34.
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Ramirez, Daniel Alex. "Tunable Combline Filter and Balun: Design, Simulation, and Test." Scholar Commons, 2017. http://scholarcommons.usf.edu/etd/6629.
Full textAbstract:
Reconfigurable filters are an attractive solution for many military and commercial applications due to their ability to alter the partitioned frequency band in an RF system without requiring a bank of fixed filters. The onset of this technology has the potential to revolutionize the RF industry by allowing for agile devices which consume less size, weight, and power while providing greater performance. However, at the present state, reconfigurable filters present a reduction in performance when compared to filter banks. This has led to exciting research in the field of RF tunable filters.
For many applications, planar reconfigurable filters have been utilized due to their low cost of manufacturing and ease of implementation in a system. One topology that has proven to be versatile in design is the combline filter which employs line resonators loaded with a capacitor to obtain a predetermined response. To implement a varying center frequency reconfigurable combline filter, the resonator is loaded with a capacitance that can be tuned either digitally or continuously by presenting a DC voltage. Due to their ease of use and availability, varactors are a common choice as they provide a continuously tunable capacitance by presenting a reverse bias voltage to the device.
To continue the trend of lowering size, weight and power while maintaining high vitality in performance, consolidation of RF components may prove to be a good next step. Tunable balun filters have already been presented as a viable option for consolidation of components and show good performance. However, those designs which have been presented do not demonstrate a topology that can implement higher than a second order filter. This project, for the first time, investigates the consolidation of the Marchand balun and the combline filter into a single topology which allows for quick adaption of higher order filters while maintaining vigor in performance. A design is presented which achieves 25% tuning bandwidth centered at 1.5 GHz with less than 5 dB insertion loss, a phase balance of 180 ± 1° and an amplitude difference of ± 0.6 dB.
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Mani, Arzhang [Verfasser], Lambert [Akademischer Betreuer] Alff, and Rolf [Akademischer Betreuer] Jakoby. "Epitaxial ferroelectric all-oxide varactors for application in reconfigurable RF front ends / Arzhang Mani ; Lambert Alff, Rolf Jakoby." Darmstadt : Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt, 2017. http://d-nb.info/1143827287/34.
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Walk, Dominik [Verfasser], Holger [Akademischer Betreuer] Maune, Rolf [Akademischer Betreuer] Jakoby, and Stefan J. [Akademischer Betreuer] Rupitsch. "All-Oxide Thin-Film Varactors: RF Characterization - Modeling - Integration / Dominik Walk ; Holger Maune, Rolf Jakoby, Stefan J. Rupitsch." Darmstadt : Universitäts- und Landesbibliothek, 2021. http://d-nb.info/1238783198/34.
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Abdallah, Mohamed. "Contributions à l'étude d'antennes miniatures accordables sur une large bande pour terminaux mobiles en bande UHF." Rennes 1, 2009. http://www.theses.fr/2009REN1S137.
Full textAbstract:
Les objectifs de ce travail concernent la conception et le développement d’antennes miniatures, passives ou actives, fonctionnant sur une large bande de fréquence pour des applications mobiles. Ce travail est valorisé dans deux projets : Mobim@ges et Tocha. Après un état de l’art sur les antennes miniatures en bande UHF, nous avons opté pour des antennes imprimées multifilaires et plus spécifiquement pour des antennes monopoles demiboucles alimentées par couplage électromagnétique. Nous présentons une étude du fonctionnement de l’antenne boucle avec ce mode d’excitation qui amène une amélioration sensible de la bande passante de la nouvelle antenne (appelée MCLA) et laisse envisager l’association de composants actifs. L’emplacement réservé à l’antenne dans les terminaux mobiles étant restreint, plusieurs techniques de réduction de taille de l’antenne (association avec une ou plusieurs inductances ou avec un substrat à haute permittivité, changement de largeur sur les brins de l’antenne) sont présentées. Toutes ces techniques ont été combinées pour réduire au maximum les dimensions de l’antenne. La courbure du monopole et une modification du comportement de l’antenne lorsque celle-ci est chargée par une inductance très élevée ont permis de rendre le rayonnement quasi unidirectionnel au dessus du plan de masse. Enfin, puisque la miniaturisation de la MCLA tend à réduire sa bande passante, ce travail décrit plusieurs antennes MCLA accordables en fréquence grâce à des diodes varactor. Cette technique autorise alors l’utilisation de ce type d’antenne sur de très large bande de fréquences (de l’ordre de 40% autour de 580 MHz dans notre cas)<br>The objectives of this work concern the conception and the development of miniature, passive or active antennas, working on a wide frequency band for mobile applications. This work has been included in two projects: Mobim@ges and Tocha. After a state of the art on the miniature antennas in the UHF band, we decided to use wire printed antennas and more specifically half-loop antennas fed by electromagnetic coupling. We present a study of the antenna loop with this kind of feeding which brings a significant improvement of the bandwidth of the new antenna (called MCLA) and lets envisage the association of active components. Regarding the small volume for an antenna expected in mobile terminals application, several techniques of size reduction of the antenna are presented (using inductances or high permittivity substrate, step in width). All these techniques were combined to reduce the dimensions of the antenna. The curvature of the monopole and a behaviour modification of the antenna when this one is loaded with a very high inductance bring an unidirectional radiation above the ground plane. Finally, because the miniaturization of the MCLA tends to reduce its bandwidth, this work describes several frequency-tuneable MCLA thanks to varactor diodes. This technique authorizes the use of this kind of antenna on very wide frequency band (40 % around 580 MHz in our case). Keywords: miniature antennas, quasi unidirectional radiation pattern, electromagnetic coupling, half-loop antenna, broadband antenna, frequency-tuneable antenna, varactor diodes
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Dhillon, Gurbhej Singh. "TUNABLE TIME DELAY ELEMENTS IN CMOS 90nm TECHNOLOGY FOR NOVEL VCO IMPLEMENTATION." The Ohio State University, 2010. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1269608522.
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Taachouche, Yaakoub. "Contribution à la conception de solutions antennaires pour des systèmes liés à la sécurité globale." Rennes 1, 2012. http://www.theses.fr/2012REN1S085.
Full textAbstract:
Les objectifs de ce travail concernent la conception et le développement d'antennes miniatures et discrètes, passives ou actives, fonctionnant sur une large bande de fréquence pour des applications de localisation et de tracking liées à la sécurité globale. Ce travail est valorisé dans deux projets : LEA (Localisation en Environnement Adverse) initié par l'ANR (Agence nationale de la recherche) et un projet de développement d'antenne AIS (Automatic Identification System) en collaboration avec l'entreprise Photospace. Ce travail met en évidence les trois points suivants : Le premier point présente une technique de miniaturisation des antennes à bande étroite pour l'application maritime AIS. De nouvelles architectures d'antennes miniatures passives basées sur l'alimentation par couplage électromagnétique sont développées et fabriquées pour la localisation maritime AIS et le GPS. Puis, ces antennes sont associées à des diodes PIN et diodes varicap pour les rendre accordables en fréquence et donc large bande. Le second point concerne les antennes actives obtenues par l'intégration d'éléments actifs (transistor) directement sur l'antenne et sans circuit d'adaptation. L'influence de ces composants sur les performances des antennes actives (bande passante, réduction de taille, et gain) est étudiée théoriquement et expérimentalement. L'emplacement réservé à l'antenne dans les balises de localisation étant restreint, une antenne active miniature large bande fonctionnant dans la bande FM a été conçue et validée expérimentalement. Le troisième point propose une technique basée sur le principe du car-antenna qui consiste à utiliser la structure métallique d'un véhicule comme antenne, ceci rend les antennes totalement discrètes et invisibles<br>The objectives of this work concern the design and the development of miniature, discrete, passive or active antennas, working on a wide frequency band for localization and tracking applications related to global security. This work has been included in two projects funded by ANR (National Research Agency) and by Photospace, a private company. This work deals with three major parts: in the first part, a technique of miniaturization of narrowband antennas for AIS applications (Automatic Identification System) has been proposed. Some new design of miniaturized antennas based on an electromagnetic coupling feeding system are proposed and fabricated for AIS and GPS applications. Thus, these antennas have been associated with PIN diodes and varactor in order to achieve frequency tunable antenna. In the second point, the capabilities offered by active antenna for miniaturization by the integration of actives components directly on the antenna are presented and their impact on printed antenna's performances (bandwidth, size reduction, and gain) are investigated theoretically and experimentally. Regarding the small volume dedicated for antenna in locator beacons, a broadband miniature active antenna operating in the FM band is presented. The third part gives another approach based on the principle of car-antenna. It uses the frame of the vehicle as an antenna to make the antennas without visual impact
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Mercier, Denis. "Conception, modélisation, fabrication et caractérisation de composants MEMS RF." Limoges, 2003. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/7b3bfa08-d148-4072-94c8-bd75898ce20e/blobholder:0/2003LIMO0068.pdf.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire concerne les Systèmes Micro-ElectroMécaniques (MEMS) pour les applications RF. Les aspects conception, fabrication, caractérisation et modélisation sont traités et illustrés d'exemples expérimentaux. Dans une première partie nous nous sommes intéressés à la modélisation électromagnétique et électromécanique des MEMS RF. Deux méthodes de modélisation électromagnétique ont été utilisées lors des phases de conception et d'optimisation des caractéristiques électriques (isolation, pertes d'insertion, et coefficient de réflexion) de microcommutateurs aux hautes fréquences. Ces modèles ont été validés expérimentalement. Un modèle électromécanique et une méthodologie de modélisation ont également été développés. Ils sont destinés à la caractérisation simultanée des comportements électriques et mécaniques des dispositifs micromécaniques pour les applications RF et on été validés par des résultats expérimentaux. La seconde partie de nos travaux porte sur le développement de filtres agiles en fréquence fabriqués à partir de technologies microélectromécaniques. Deux filtres accordables aux longueurs d'onde millimétriques à base de varactors distribués périodiquement sur une ligne de transmission sont présentés. Ces filtres, indépendamment accordable en bande passante et en fréquence centrale, on été caractérisés et modélisés
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Salg, Patrick Verfasser], Lambert [Akademischer Betreuer] [Alff, and Holger [Akademischer Betreuer] Maune. "Interfaces in all-oxide thin-film varactors with highly-conducting SrMoO3 electrodes for microwave applications / Patrick Salg ; Lambert Alff, Holger Maune." Darmstadt : Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt, 2020. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:tuda-tuprints-132390.
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Salg, Patrick [Verfasser], Lambert [Akademischer Betreuer] Alff, and Holger [Akademischer Betreuer] Maune. "Interfaces in all-oxide thin-film varactors with highly-conducting SrMoO3 electrodes for microwave applications / Patrick Salg ; Lambert Alff, Holger Maune." Darmstadt : Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt, 2020. http://d-nb.info/1219655953/34.
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Fardin, Ernest Anthony, and efardin@ieee org. "Barium Strontium Titanate Thin Films for Tunable Microwave Applications." RMIT University. Electrical and Computer Engineering, 2007. http://adt.lib.rmit.edu.au/adt/public/adt-VIT20080104.135507.
Full textAbstract:
There has been unprecedented growth in wireless technologies in recent years; wireless devices such as cellular telephones and wireless local area network (WLAN) transceivers are becoming ubiquitous. It is now common for a single hardware device, such as a cellular telephone, to be capable of multi-band operation. Implementing a dedicated radio frequency (RF) front-end for each frequency band increases the component count and therefore the cost of the device. Consequently, there is now a requirement to design RF and microwave circuits that can be reconfigured to operate at different frequency bands, as opposed to switching between several fixed-frequency circuits. Barium strontium titanate (BST) thin films show great promise for application in reconfigurable microwave circuits. The material has a high dielectric constant which can be controlled by the application of a quasi-static electric field, combined with relatively low losses at microwave frequencies. Tunable microwave components based on BST-thin films have the potential to replace several fixed components, thereby achieving useful size and cost reductions. This thesis is concerned with the growth and microwave circuit applications of BST thin films on c- and r-plane sapphire substrates. Sapphire is an ideal substrate for microwave integrated circuit fabrication due to its low cost and low loss. Electronically tunable capacitors (varactors) were fabricated by patterning interdigital electrode structures on top of the BST films. High capacitance tunabilities of 56% and 64% were achieved for the films grown on c-plane and r-plane sapphire, respectively, at 40 V bias. A novel electronically tunable 3 dB quadrature hybrid circuit was also developed. Prototypes of this circuit were initially implemented using commercial varactor diodes, in order to validate the design. An integrated version of the coupler was then fabricated using BST varactors on c-plane sapphire. The results achieved demonstrate the potential of sapphire-based BST thin films in practical microwave circuits.
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Holland, Brian Russell Ramadoss Ramesh. "A tunable coplanar patch antenna, a polymer MEMS based tunable bandpass filter, and a chip-In-polymer packaging technology." Auburn, Ala., 2007. http://repo.lib.auburn.edu/2007%20Fall%20Theses/Holland_Brian_3.pdf.
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Yue, Hailing. "Reconfigurable Passive RF/Microwave Components." University of Dayton / OhioLINK, 2016. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=dayton1467817602.
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Le, Garrec Loïc. "Etude et conception en bande millimétrique d'antennes reconfigurables baséees sur la technologie des MEMS." Rennes 1, 2004. http://www.theses.fr/2004REN10125.
Full textAbstract:
L'objectif principal de cette thèse consiste à associer des structures rayonnantes avec des micro-systèmes de type MEMS (MicroElectroMechanical System) afin de contrôler un où plusieurs des paramètres caractéristiques d'une antenne. Cette étude, pour ce qui concerne les MEMS, a été faite en collaboration avec l'IEMN (Institut d'Electronique, de Micro et de Nanotechnologie) et le LAAS (Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes). Le travail a comporté plusieurs aspects : Une partie théorique utilisant la méthode des lignes de transmission à pertes qui a permis de modéliser une antenne pastille alimentée par une fente coplanaire. La réalisation de deux antennes actives intégrant des diodes l'une pouvant modifier sa fréquence de résonance, et l'autre dépointer. Les antennes MEMS sont au nombre de trois. Deux intègrent des commutateurs MEMS, on peut ainsi contrôler la fréquence ou la directivité. La troisième inclut des actionneurs SDA et peut ainsi modifier sa polarisation.
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Freitas, Vitor. "Etude et réalisation de réseaux d'adaptation d'impédances accordables linéaires et non linéaires, sur PCB et silicium CMOS, pour des applications en radiofréquences." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENT059/document.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail est d’aborder la conception de réseaux d’adaptation d’impédance accordable (RAA) dans deux contextes bien distincts en radiofréquences : le RAA en faible signal et le RAA en fort signal.Concernant les aspects faible signal, des critères de performance de RAA ont été établis et étudiés. Une nouvelle expression générale de l’efficacité d’un RAA a été développée. Elle permet de prédire le rendement d’un RAA à partir des facteurs de qualité des composants dont on dispose dans une technologie donnée et du rapport de transformation à réaliser. Des abaques de couverture d’impédances en fonction des pertes d’insertion ont été calculés. Ils mettent en évidence les régions de couverture où le RAA apporte une amélioration à la performance du système, pour diverses topologies de RAA.Un démonstrateur sur PCB a été réalisé. Il est constitué de deux RAA, qui assurent l’adaptation simultanée d’un amplificateur de puissance sur une large plage d’impédances, comprises dans un cercle de l’abaque de Smith d’équation VSWR < 5 :1. La zone de couverture a été mesurée et présentée en fonction des pertes d’insertion, qui mettent en évidence les régions où les RAA contribuent à l’amélioration de la performance de l’amplificateur et celles où les pertes d’insertion du RAA n’arrivent pas à compenser le gain du à la réduction des coefficients de réflexion.Dans une seconde partie, la conception de RAA en fort signal a été traitée. L’objectif a été de présenter à la sortie d’un amplificateur de puissance les impédances qui optimisent son efficacité pour chaque puissance de travail. Un démonstrateur en technologie CMOS SOI 130 nm a été conçu et simulé. Il consiste en un amplificateur de puissance pour le standard WCDMA, fonctionnant à 900 MHz, et un RA accordable par des varactors MOS, capable de générer les impédances optimales correspondant à des puissances de sortie comprises entre 20 et 30 dBm. Les résultats ont mis en évidence le bénéfice apporté par l’insertion d’un RA accordable par rapport à un RA fixe<br>The aim of this research was the design of tunable matching networks, in two different contexts: the TMN at low and high signals.Performance criteria of TMN were studied. A general expression has been developed that estimates the TMN efficiency in function of the quality factor of the components used. The impedance coverage of different RAA topologies was plotted in function of the insertion losses.For the small signal, we designed a prototype in PCB, composed by two TMN, which ensure the simultaneous matching of a power amplifier in a wide range of impedances, included in a circle of the Smith chart VSWR < 5: 1. The coverage area was measured and presented in function of the insertion losses, emphasizing the areas where the TMN contribute to improve the amplifier performance and those where insertion losses of the TMN are not able to compensate gain with the reduction of the reflection coefficients.Subsequently, we discussed the design of TMN for the large signal. The objective is to present at the output of a power amplifier, the impedances that optimize efficiency for each power of operation. A 130 nm SOI prototype was designed and simulated, consisting of a power amplifier for WCDMA standard, 900 MHz, and a MN tunable by MOS varactors able to produce the optimal impedances corresponding to an output power between 20 and 30 dBm. The results showed the benefit provided by inserting a tunable MN compared to a fixed one
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Decoopman, Thibaut Vanbésien Olivier Lippens Didier. "Multiplicateurs de fréquences et métamatériaux en technologie finline." Villeneuve d'Ascq : Université des sciences et technologies de Lille, 2007. https://iris.univ-lille1.fr/dspace/handle/1908/517.
Full textAbstract:
Reproduction de : Thèse de doctorat : Microondes et microtechnologies : Lille 1 : 2004.<br>N° d'ordre (Lille 1) : 3515. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. p. [213]-223. Liste des publications.
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Zhou, Mi. "Design of Tunable/Reconfigurable and Compact Microwave Devices." Thesis, University of North Texas, 2014. https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc500093/.
Full textAbstract:
With the rapid development of the modern technology, radio frequency and microwave systems are playing more and more important roles. Since the time the first microwave device was invented, they have been leading not only the military but also our daily life to a new era. In order to make the devices have more practical applications, more and more strict requirements have been imposed. For example, good adaptability, reduced cost and shrank size are highly required. In this thesis, three devices are designed based on this requirement. At first, a symmetric four-port microwave varactor based 90-degree directional coupler with tunable coupling ratios and reconfigurable responses is presented. The proposed coupler is designed based on the modified structure of a crossover, where varactors are loaded. Then, a novel reconfigurable 3-dB directional coupler is presented. Varactors and inductors are loaded to the device to realize the reconfigurable performance. By adjusting the voltage applied to the varactors, the proposed coupler can be reconfigured from a branch-line coupler (90-degree coupler) to a rat-race coupler (180 degree coupler) and vice versa. At last, two types (Type-I and Type-II) of microwave baluns with generalized structures are presented. Different from the conventional transmission-line-based baluns where λ/2 transmission lines or λ/4 coupled lines are used, the proposed baluns are constructed by transmission lines with arbitrary electrical lengths.
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Decoopman, Thibaut. "Multiplicateurs de fréquences et métamatériaux en technologie finline." Lille 1, 2004. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2004/50376-2004-127-128.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail concerne d'une part la conception, la réalisation et la caractérisation d'un multiplicateur de fréquences large bande fonctionnant à 3 X 100 GHz et d'autre part l'étude des métamatériaux main-gauche. Ces structures périodiques permettent d'obtenir des valeurs de permittivité et de perméabilité effectives négatives simultanément. Dans le cadre du travail présenté, ces deux thématiques se rejoignent par l'intermédiaire des outils numériques utilisés pour la résolution des problèmes électromagnétiques et par l'utilisation dans les deux cas d'une technologie finline. Le tripleur de fréquences que nous proposons exploite la non-linéarité capacitive d'une diode Heterostructure Barrier Varactor (HBV) pour la génération d'harmoniques. La structure finline permet d'intégrer les éléments passifs d'adaptation d'impédances et de filtrage et de réaliser la conversion de modes sur une bande de fréquences large. Le dispositif que nous présentons exploite notamment une transition filtrante originale qui réalise simultanément le filtrage fréquentiel et la conversion d'impédances sur 30 % de largeur de bande. Les résultats de caractérisation grand signal des dispositifs réalisés à l'IEMN sont également présentés. Dans le cadre des milieux artificiels périodiques, pour lesquelles des propriétés électromagnétiques nouvelles comme la réfraction négative peuvent être observées, nous proposons la conception d'une ligne de transmission originale fonctionnant en bande X. La structuration métallique au moyen de résonateurs et de fils d'une finline permet d'obtenir une propagation à caractère main-gauche. Le calcul du diagramme de bande de cette structure infinie est réalisé à partir de résultats de simulations électromagnétiques et permet de prévoir son comportement main-gauche, caractérisé par une vitesse de phase opposée à la vitesse de groupe.
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Conceicao, lacorte c. serrano Ariana maria. "Synthesis and design of tunable microwave bandpass filters using planar patch resonators." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00648414.
Full textAbstract:
L'objectif de la thèse était la conception et la synthèse de filtres RF passe-bande reconfigurables, basés sur des résonateurs de type "Patch". Une méthode de conception dédiée à la synthèse des filtres reconfigurables a été développée et appliquée à deux filtres reconfigurables basés sur des " patchs " triangulaire et circulaire. La technique de synthèse repose sur l'analyse de la matrice de couplage, facilitée par une analyse électromagnétique des modes propres des résonateurs " Patch ". Les filtres reconfigurables ont été conçus et optimisés à l'aide de simulations électromagnétiques 3D en incluant le modèle électrique des composants localisés utilisés, diodes varactors et capacités fixes. Les deux filtres reconfigurables ont été réalisés en technologie circuit imprimé. Les dimensions minimum du " layout " ont été choisies afin d'être compatibles avec une technologie bas coût, la dimension la plus faible n'étant pas inférieure à 0,5 mm.
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Huitema, Laure. "Conception d’antennes miniatures à base de matériaux innovants pour systèmes de communications mobiles." Limoges, 2011. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/a25b0fa1-3acc-4afb-ad61-8ca9e1c81d3f/blobholder:0/2011LIMO4031.pdf.
Full textAbstract:
Face à la volonté d’intégrer une quantité toujours plus importante de nouveaux services au sein des terminaux mobiles de nouvelle génération et afin de répondre à leurs contraintes d’encombrement, de nouveaux concepts d’antennes intelligentes font l’objet de nombreuses recherches. Le principal objectif est d’offrir de nouveaux services avec une qualité de réception optimale aux abonnés tout en s’inscrivant dans la tendance du marché. L’antenne devra donc être miniature et capable de s’adapter à son environnement, c'est-à-dire à des conditions changeantes en ajustant sa fréquence de travail, sa polarisation ou son diagramme de rayonnement. Deux axes sont explorés dans le cadre de cette thèse. Dans un premier temps, il est nécessaire de s’attaquer au verrou de l’encombrement des antennes et de la coexistence de divers services en explorant les potentialités offertes par le développement de matériaux originaux pour la miniaturisation des antennes. A partir des résultats obtenus, il devient alors possible d’envisager des concepts d’antennes miniatures dont l’objectif est d’introduire des fonctions d’agilité pour adapter les performances de l’antenne à son environnement et à son contexte d’utilisation. Ce mémoire propose de répondre à ces deux objectifs en présentant le développement, la conception et la réalisation de quatre architectures d’antennes miniatures et reconfigurables à base de matériaux innovants<br>Given the desire to integrate a large number of new services in last generation of mobile handheld devices and in order to drastically decrease their dimensions, new concepts of smart antennas are being considered. The main objective is to offer new services in a trendy mobile handheld with an optimal quality and an improved link budget. The antenna has to be small and in order to improve the reliability of wireless links, the antenna structure must have a frequency tunability, a reconfigurable polarization or radiation pattern. In order to satisfy these objectives, this manuscript focuses on two axes. At first, it is necessary to unlock the constraints on the miniaturization of such antennas to multiple services by studying the potentialities and effectiveness of original materials dedicated to the compliance and optimization of the antenna performances within its environment. Thanks to this study, it is then possible to investigate new concepts of reconfigurable antennas to optimize their performances within their environment. This manuscript is proposing answers to these challenges by detailing the development, the conception and the manufacturing of four different miniature and reconfigurable antenna designs using new kind of materials
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Tanguy, Olivier. "Multiplicateurs de fréquence à hétérostructures III-V aux longueurs d'ondes millimétrique et submillimétrique." Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10202.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est d'étudier les possibilités des hétérostructures de semi-conducteurs III-V pour des applications en multiplicateur de fréquence aux longueurs d'ondes millimétrique et submillimétrique. Deux types de composants sont étudiés, d'une part, la diode à puits quantique qui présente des non linéarites résistives marquées et d'autre part, les diodes Simple Barrière Varactor. Le dénominateur commun de ces études est l'extrême sensibilité des caractéristiques de conduction et des transferts de puissance, compte tenu de l'auto-cohérence des phénomènes. Dans ce contexte, l'optimisation a été faite en ayant recours systématiquement à la simulation numérique pour prédire les caractéristiques de fonctionnement par itérations successives et les comportements en circuit par équilibrage harmonique. Cette partie théorique est complétée par un ensemble de mesures hyperfréquences petit et grand signal en structures ouverte et fermée. Nous avons également démontré la faisabilité d'un multiplicateur à puits quantique avec une fréquence de sortie supérieure à 360 GHz. Sur la base de ces études, un certain nombre de voies sont proposées, tant au niveau de la conception des composants que de leur environnement, visant des fréquences de fonctionnement proches du THz.
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Maksimchuk, N. "Nanocrystalline Cerium Oxide Films for Microelectronic Biosensor Transducers." Thesis, Sumy State University, 2012. http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/34964.
Full textAbstract:
The physical properties of thin nanocrystalline cerium oxide films have been studied with the purpose
of their application as a functional material of different microelectronic transducers for biosensors: highperformance
photoresistors and photodiodes for bioluminescence registration, ion-selective field-effect
transistors (ISFET) and MOS-varactors indicating the pH changes as a result of biochemical processes.
The effect of technological factors on the photoelectrical, optical, temperature and electrophysical properties
of cerium oxide films has been studied. We established the technological conditions which allow to obtain
СеОх-films with desired functional characteristics. On the basis of the synthesized nanocrystalline
СеОх-films obtained by the "explosive evaporation" method we developed new types of photodetectors for
registration of bioluminescent signal (photoresistors and photodiodes) with enhanced photosensitivity (310-
330 mA/lm∙V) in the visible range. Application of cerium oxide based photoresistors in the bioluminometers
instead of photomultiplier tubes and avalanche photodiodes allows to significantly reduce the cost of bioluminometer
and increase its sensitivity when measuring at alternating signal.
On the basis of nanocrystalline СеОх-films obtained by the "metallic mirrors oxidation" method we developed
potentiometric biosensory transducers (ion-selective field-effect transistors and MOS-varactors)
with CeOx as gate dielectric. It yields higher sensitivity and stability as compared to the use of the SiO2
and Si3N4 films.
When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/34964
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Morandini, Yvan. "Évaluation de nouvelles varicaps en technologie silicium." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10059/document.
Full textAbstract:
Les spécifications des standards de transmission de données, par exemple la télévision numérique terrestre (VHF, UHF, L1, L2, S-band), la téléphonie mobile (GSM, GPRS, EDGE, UMTS, ... ) ou l'augmentation du débit d'information sans fils (WIFI, WiMax, Bluetooth, WHDMI, ... ), nécessitent entre autres une réduction du seuil de détection et une densification des canaux. Plusieurs solutions permettent d'augmenter le débit d'information, soit l'augmentation de la quantité d'information transportée par la porteuse radio-fréquence, soit la multiplication des porteuses à l'intérieur d'une bande de fréquence. La qualité spectrale des signaux porteurs devient alors un point clé pour garantir l'intégrité de l'information. Au cœur de la génération ou de la détection des signaux, la varicap, capacité variable à commande électrique, est un des éléments prépondérants déterminant les performances de la chaîne de transmission. La thèse concerne l'étude de nouvelles varicaps en technologies CMOS sub-90nm et BiCMOS sub-250nm. Après avoir introduit le contexte général de l'étude, nous présentons un état de l'art des varicaps, puis nous définissons les facteurs de performances et les outils d'évaluation d'une technologie et d'une famille de varicaps afin de fournir les pistes d'amélioration à travers les caractéristiques électriques et géométriques. Le premier axe de nos travaux s'intéresse à l'évaluation de nouvelles structures de varicaps autour de la capacité intrinsèque et de l'aspect architecture!. Le deuxième axe se consacre à l'étude des techniques de mesures plus proches du contexte d'utilisation de la varicap dans un système. Pour conclure, nous décrivons la mise en place d'un véhicule de test type VCO en technologie CMOS 65nm afin de quantifier les facteurs de performances à l'échelle du circuit. A terme, ce travail fournit une bibliothèque de données techniques et d'architectures permettant de réduire le temps de développement des futures varicaps<br>The specifications of the standard data transmission, such as digital terrestrial television (VHF, UHF, L1, L2, S-band), mobile (GSM, GPRS, EDGE, UMTS, ... ) or the growth of the flow of the wireless data (WiFi, WiMax, Bluetooth, WHDMI ... ), require a reduction in the threshold of detection and a densification of channels. Several solutions can increase the flow of data: the growth of the amount of information carried by the radio-frequency carrier or the multiplication of carriers within a band. The spectral quality of signaIs becomes a key to ensuring the information integrity. At the heart of the generation and detection signaIs, the varactor, variable capacitance in function of the supply voltage, is a crucial element determining the performance of the chain of transmission. The thesis deals with the study of new varactors in technology sub-90nm CMOS and sub-250nm BiCMOS technologies. After introducing the general context of the study, we present a state of the art of varactor, then we define the performance factors and assessment tools of technologies to provide the improvement of electrical and geometric caracteristics. The first axis of our work focuses on the evaluation of new structures varactor around the intrinsic capacitance and the architectural aspect. The second axis is dedicated to the study of measuring techniques closer to the system context. Finally, we de scribe the conception of a test vehicle as VCO in 65nm CMOS technology to quantify the performance factors across the circuit. Ultimately, this work provides a Iibrary oftechnical data and architectures in the aim to reduce the development time of varactor offer
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Mekadmini, Ali. "Optimisation de dispositifs hyperfréquences reconfigurables : utilisation de couches minces ferroélectriques KTN et de diodes varactor." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00966159.
Full textAbstract:
La croissance rapide du marché des télécommunications a conduit à une augmentation significative du nombre de bandes de fréquences allouées et à un besoin toujours plus grand en terminaux offrant un accès à un maximum de standards tout en proposant un maximum de services. La miniaturisation de ces appareils, combinée à la mise en place de fonctions supplémentaires, devient un vrai challenge pour les industriels. Une solution consiste à utiliser des fonctions hyperfréquences accordables (filtres, commutateurs, amplificateurs,...). A ce jour, trois technologies d'accord sont principalement utilisées : capacités variables, matériaux agiles ou encore MEMS RF. Dans le cadre de cette thèse, nous avons travaillé sur l'optimisation de dispositifs hyperfréquences reconfigurables en utilisant des couches minces ferroélectriques KTN et des diodes varactor. Nos premiers travaux étaient relatifs à l'optimisation des dispositifs hyperfréquences accordables à base de couche minces KTN. Dans ce sens, nous avons tout d'abord caractérisé le matériau KTN en basse et haute fréquence afin de déterminer ses caractéristiques diélectriques et ses caractéristiques en température. Nous avons ensuite réalisé des dispositifs hyperfréquence élémentaires tels des capacités interdigitées et des déphaseurs à base de KTN. Leurs performances ont alors été comparées aux mêmes dispositifs réalisés cette fois à base de la solution la plus utilisée BST. Bien qu'un léger avantage soit acquis à la solution BST, il n'en reste pas moins vrai que les résultats avec le matériau KTN sont très proches indiquant que cette voie peut également, après optimisation, apporter une alternative au BST. La seconde partie de nos travaux concerne la réalisation de filtres planaires accordables en fréquence à base de matériaux KTN et de diodes varactor. Nous avons ainsi réalisé deux filtres passe-bande accordables. Un premier filtre passe-bande de type " open loop " possédant deux pôles agiles en fréquence centrale et un second filtre passe-bande de type SIR rendant possible l'accord de sa fréquence centrale ainsi que de sa bande passante à partir de diodes varactor. Lors de la conclusion sur nos travaux, nous évoquons les suites à donner à ce travail et les perspectives.
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Andrade, freitas Vitor. "Etude et réalisation de réseaux d'adaptation d'impédances accordables linéaires et non linéaires, sur PCB et silicium CMOS, pour des applications en radiofréquences." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00845681.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est d'aborder la conception de réseaux d'adaptation d'impédance accordable (RAA) dans deux contextes bien distincts en radiofréquences : le RAA en faible signal et le RAA en fort signal.Concernant les aspects faible signal, des critères de performance de RAA ont été établis et étudiés. Une nouvelle expression générale de l'efficacité d'un RAA a été développée. Elle permet de prédire le rendement d'un RAA à partir des facteurs de qualité des composants dont on dispose dans une technologie donnée et du rapport de transformation à réaliser. Des abaques de couverture d'impédances en fonction des pertes d'insertion ont été calculés. Ils mettent en évidence les régions de couverture où le RAA apporte une amélioration à la performance du système, pour diverses topologies de RAA.Un démonstrateur sur PCB a été réalisé. Il est constitué de deux RAA, qui assurent l'adaptation simultanée d'un amplificateur de puissance sur une large plage d'impédances, comprises dans un cercle de l'abaque de Smith d'équation VSWR < 5 :1. La zone de couverture a été mesurée et présentée en fonction des pertes d'insertion, qui mettent en évidence les régions où les RAA contribuent à l'amélioration de la performance de l'amplificateur et celles où les pertes d'insertion du RAA n'arrivent pas à compenser le gain du à la réduction des coefficients de réflexion.Dans une seconde partie, la conception de RAA en fort signal a été traitée. L'objectif a été de présenter à la sortie d'un amplificateur de puissance les impédances qui optimisent son efficacité pour chaque puissance de travail. Un démonstrateur en technologie CMOS SOI 130 nm a été conçu et simulé. Il consiste en un amplificateur de puissance pour le standard WCDMA, fonctionnant à 900 MHz, et un RA accordable par des varactors MOS, capable de générer les impédances optimales correspondant à des puissances de sortie comprises entre 20 et 30 dBm. Les résultats ont mis en évidence le bénéfice apporté par l'insertion d'un RA accordable par rapport à un RA fixe.
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Salzenstein, Patrice. "Technologie des composants à hétérostructures pour les têtes de réception par satellite aux longueurs d'ondes millimétriques." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00077055.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur la conception, la fabrication et la caractérisation de composants non linéaires à hétérostructures d'une part, et de guides de propagation coplanaires sur membrane d'autre part.<br />Pour les dispositifs actifs, le composant développé est une hétérostructure à simple barrière qui présente des non-linéarités en capacité extrêmement marquées utilisables dans les multiplicateurs de fréquences. Par rapport aux dispositifs Schottky varactors conventionnels, les hétérostructures permettent de tirer parti de propriétés de symétrie et d'optimiser et d'optimiser au mieux les caractéristiques des courants de déplacement et de conduction. En pratique, les composants sont fabriqués à partir de multiples hétérostructures épitaxiées par jets moléculaires sur substrat InP mettant en jeu des techniques d'intégration monolithiques. Plusieurs séries d'échantillons ont été fabriquées avec pour les dernières structures des résultats à l'état de l'art, notamment avec la possibilité de moduler la capacité dans un rapport 5 en tenue en tension de plus de 6 Volt favorable aux applications de puissance. dans cette optique, nous démontrons par ailleurs la possibilité d'intégrer verticalement plusieurs composants sur une même épitaxie.<br />Pour les structures passives, elles sont constituées de lignes coplanaires déposées sur membrane de polyimide ou de nitrure de silicium. Dans ces conditions le milieu de propagation peut se comparer à l'air avec une permittivité effective très proche de celle obtenue dans l'espace libre. De telles structures ont été fabriquées en utilisant des technologies de micro-usinage de l'Arséniure de Gallium. Les résultats des caractérisations hyperfréquences sont conformes aux prédictions théoriques, avec la propagation faible perte de l'énergie électromagnétique sans dispersion dans une très large bande de fréquence. Ces études sont ensuite étendues à la conception de structures de filtrage aux fréquences millimétriques, notamment à 250 GHz.
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Foulon, Michel-François. "Métamatériaux térahertz en régime linéaire et non linéaire." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10121/document.
Full textAbstract:
Des circuits dits métamatériaux sont étudiés théoriquement et caractérisés à des fréquences de l'ordre de la centaine de gigaHertz. Des méthodes de caractérisation fréquentielle et temporelle (électro-optique) sont utilisées pour mettre en évidence leur caractère gaucher. Pour ces études, deux approches de métamatériaux ont été considérées : - la première est basée sur la fabrication de réseaux de micro résonateurs et de fils métalliques visant un fonctionnement à 100 gigaHertz et démontre expérimentalement la présence d'une bande de dispersion main gauche par mesure vectorielle. - la seconde approche exploite les effets d'avance de phase qu'il est possible de mettre en évidence pour une ligne de transmission chargée périodiquement d'une capacité série et d'une inductance en parallèle. La spécificité de cette étude est une approche temporelle cohérente. Dans ces conditions, il est possible de visualiser directement une avance de phase, et donc le caractère main gauche, dans le domaine temporel. Ces résultats sont confirmés dans le domaine fréquentiel par transformées de Fourier calculées jusque 1 TeraHertz. Les propriétés non linéaires de ces circuits sont ensuite étudiées en introduisant une non linéarité en régime guidé par l'intermédiaire d'un composant dit HBV en régime varactor. L'extension de cette dernière étude au cas d'un régime non linéaire est abordée par le biais de la caractérisation dynamique d'un composant HBV. Nous terminons ce travail en proposant deux types de régime non linéaire pour une ligne gauchère dans laquelle un composant varactor est introduit. Il s'agit respectivement de la génération d'harmoniques et de l'amplification paramétrique<br>Artificial materials so called «metamaterials» are studied theoretically and characterized at few hundred of GigaHetrz frequencies. Frequencial and temporal (electro-optic) methods are used to prove their left handed behaviour. For this study, two approaches have been considered : - the first one is based on the fabrication of micro-resonators and metallic wires arrays aiming at operating at 100 GHz. An experimental evidence of a left handed dispersion branch is then made from vectorial analysis. - the second approach takes profit of phase advance effects that can be obtained from a transmission line periodically loaded with a series capacitance and a parallel inductance. The specificity of this study is a coherent time domain approach that allows us to directly visualize a phase advance and the corresponding left handed behaviour. Those results are confirmed by the calculations of Fourier transforms up to 1 TeraHertz. Non linear properties of those circuits are then studied by introducing a non linearity by the mean of a Heterostructure Barrier Varactor component. The extension of this study to the non linear regime is treated via the dynamic characterization of this component. Finally, two types of non linear regimes are studied for a left handed transmission line loaded with HBV diodes with respectively harmonic generation and parametric amplification