Mise en oeuvre de modèles électromagnétiques 2D et 3D utilisant la méthode des différences finies dans le domaine temporel (FDTD) dans l'optique d'études d'éléments de circuits pour l'intégration monolithique millimétrique

par Amar Nezzari

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Paul-Alain Rolland.

Soutenue en 1993

à Lille 1 .


  • Résumé

    Cette étude est consacrée à la mise en oeuvre de modèles électromagnétiques 2d et 3d destinés à l'étude d'éléments de circuits pour intégration monolithique. Dans la première partie, nous décrivons le système d'équations à la base de notre modèle. Il s'agit d'une formulation rigoureuse des équations de maxwell. Nous montrons que l'écriture de ces équations dans le système d'unités naturel permet d'obtenir un système d'équations différentielles aux dérivées partielles linéaire du premier ordre, hyperbolique et symétrique au sens de Friedrichs. Ce choix nous permet de mettre en oeuvre une méthode numérique de résolution basée sur l'utilisation des différences finies dans le domaine temporel, ainsi que nous le montrons dans la deuxième partie de notre mémoire. Plus précisément, nous utilisons un schéma numérique aux différences finies explicite, du type prédicteur-correcteur. Ce type de schéma présente deux avantages importants. D'une part, la formulation vectorielle ainsi obtenue facilite l'implantation de l'algorithme sur calculateur, et devrait permettre, à moyen terme, un transfert aisé sur machine vectorielle ou parallèle. D'autre part, ce type de schéma est compatible avec les modèles de dispositifs semiconducteurs mis au point au laboratoire, ce qui laisse envisager à long terme, un couplage possible des deux types de modèles.

  • Titre traduit

    Development of 2d and 3d electromagnetic models using the finite difference time domain method (fdtd), aims the study of planar circuit structures to mmic's


  • Résumé

    Dans une troisième et dernière partie, nous décrivons les applications possibles des modèles mis en oeuvre dans l'état actuel de leur développement. Nous y insistons en particulier sur les méthodes adoptées pour résoudre les problèmes de conditions aux limites, conditions de raccordement, conditions aux limites absorbantes et excitation des structures étudiées. Ces modèles permettent actuellement de mettre qualitativement en évidence les phénomènes électromagnétiques dans des guides d'ondes métalliques et des structures de type lignes planaires, en régime d'oscillations entretenues et dans la gamme des longueurs d'ondes millimétriques. Il est d'autre part possible d'extraire différentes grandeurs physiques importantes, telles que l'impédance caractéristique, la longueur d'onde guidée, ou la puissance électromagnétique véhiculée dans la structure. Finalement, nous présentons une comparaison théorie-expérience, consacrée à l'étude d'une transition guide rectangulaire métallique-ligne microruban, à 60 ghz. Cette comparaison est satisfaisante. La validation de nos modèles et les résultats satisfaisants obtenus devraient permettre d'envisager leur application à l'étude de circuits plaques en vue de leur intégration monolithique

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VIII-140 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. [115]-120

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-1993-220
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