Étude, conception et réalisation d'un système de conversion RF-DC

par Jamal Zbitou

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Serge Toutain et de Mohamed Latrach.


  • Résumé

    L'utilisation des ondes micro-ondes pour le transport d'énergie sans fil constitue une alternative intéressante pour des applications telles que : l'exploitation du soleil comme une nouvelle source d'énergie propre et écologique. L'approvisionnement en électricité des zones accidentées géographiquement ou isolées. La télé-alimentation des robots dans les milieux difficiles. L'alimentation des systèmes d'identification et de collecte de données sans contact. En 1967, les premières études concernant le domaine de transport d'énergie sans fil par faisceaux hertziens ont été lancées par Mr. Brown dans le cadre d'un projet financé par l'US Air Force, pour la mise en œuvre d'une plate forme d'observation héliportée stationnaire en haute altitude. Vu l'importance pour l'avenir de ce domaine de recherche, de nombreux travaux ont succédé à ces premiers essais. L'une de ces voies de recherche vise au développement d'un dispositif appelé " rectenna ", constitué d'une antenne de réception suivie d'un système de redressement, le but étant d'optimiser le rendement de conversion AC-DC. Les performances de ces dispositifs étant dues à la diode Schottky employée c'est sur l'optimisation des performances de ce composant que doit d'abord se porter cet effort de recherche. Les travaux présentés dans cette thèse concernent l'optimisation et la modélisation de la jonction métal semi-conducteur de la diode schottky pour obtenir de faibles pertes de conversion permettant ainsi la réalisation d'un système de conversion RF-DC ayant un bon rendement et une bonne sensibilité de détection. Dans ce cadre, les solutions techniques proposées ont permis la conception et la réalisation d'un système de conversion sans polarisation fonctionnant dans une large dynamique de puissance, système pour lequel les technologies hybride et monolithique ont tour à tour été investiguées.


  • Résumé

    The use of the microwaves for wireless power energy transmission is a suitable solution for replacing wires using for energy transmission for applications such as: Exploitation of the sun as a new source of clean and ecological energy. Providing of electricity of the broken geographically or isolated zones. Providing in energy without contact some systems like robots in difficult areas. Feeding in energy some identification and wireless systems. Wireless power energy transmission by microwaves was investigated, first time, by Mr. Brown in 1967 in the United States. Afterwards, considering the importance of this field of research, several works succeeded to develop a rectenna made up of a reception antenna followed of a system of rectification in order to improve the conversion efficiency AC-DC. This improvement is due primarily to the Schottky diode used which constitutes the basic element of a rectification system. Consequently, basic work of this thesis relates to the optimization and the modeling of the metal semiconductor junction in order to minimize losses. Such a study allows the realization of a conversion system RF-DC having a good efficiency and a good detection sensitivity. In this work, the technical solutions suggested allow the design and the realization, in hybrid and monolithic technology, of a conversion system without polarization functioning in a broad power dynamic.

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Informations

  • Détails : 130 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitre

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