Antennes reconfigurables à base de MEMS RF

par Laurent Petit

Thèse de doctorat en Micro-électronique

Sous la direction de Jean-Marc Laheurte et de Laurent Dussopt.

Soutenue en 2007

à Grenoble 1 .


  • Résumé

    Ce mémoire traite de l'étude d'antennes reconfigurables à base de MEMS RF. L'approche retenue est la diversité de diagramme de rayonnement de la station de base et du mobile. Elle peut être particulièrement intéressante dans un environnement indoor (à l'intérieur d'un bâtiment) pour lutter contre les évanouissements provoqués par les réflexions multiples et augmenter la portée des systèmes, ce qui optimise les bilans de liaison améliore les débits de transmission, l'autonomie et permet par ailleurs d'augmenter le nombre d'utilisateurs en diminuant les interférences entre eux. Un état de l'art des solutions d'antennes reconfigurables ainsi qu'une introduction des MEMS RF est présentée. Ces composants présentent à la fois des performances RF très élevées, une linéarité accrue, pour un encombrement, un poids et une consommation de puissance bien plus faible que leurs équivalents à semiconducteurs. Ces avantages deviennent encore plus évidents aux fréquences millimétriques où de nouvelles applications émergent. De plus, ils peuvent être intégrés à des circuits en technologie CMOS sur du silicium ou encore fabriqués sur de nombreux substrats avec l'antenne. Les développements essentiels de cette étude sont la mise en oeuvre d'une méthode de modélisation et d'optimisation de réseaux à éléments parasites afin de former des diagrammes dépointés et l'intégration, via des modèles électriques équivalents, d'interrupteurs microélectromécaniques radiofréquences (MEMS RF) afin de rendre ces antennes reconfigurables en diagramme de rayonnement. Il s'est en effet avéré qu'il était nécessaire de modéliser ces systèmes afin de développer une démarche de conception efficace des réseaux à antennes parasite commutées. Suite à ces efforts de modélisation, des prototypes d'antennes passifs ont été réalisés et mesurés, permettant de valider la méthode de conception. Un prototype actif utilisant des composants MEMS RF a ensuite été développé. Des antennes à formation de faisceaux ont également été développées sur la base de cellules comDosées chacune d'une antenne reconfiaurable constituant un sous réseau d'un réseau Dlus larae

  • Titre traduit

    Reconfigurable antennas based on RF-MEMS devices (Radio-Frequency MicroElectroMechanical Systems )


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    This thesis deals with the study of RF MEMS based reconfigurable antennas. The considered approach is the radiation pattern diversity for mobile and base station. It revea'ls itself an interesting diversity scheme especially in indoor conditions as it enables link budget optimization, and provides a way to reduce fading in multipath environments, raise up data rate and meanwhile the number of users by reducing interferences between them. A state-of-the-art about reconfigurable antennas solutions along with an introduction to RF MEMS is presented. These components show high RF performances, great linearity, along with much reduced power consumption compared to their equivalent solid-state devices. These advantages become even more obvious at millimeterwave frequencies, where new applications are emerging. Ln. Addition, they can be integrated with CMOS circuits on silicon or fabricated with the antenna on various substrates. The main developments in this study are. The implementation of a modeling and optimizing method of parasitic antenna arrays and the integration in these antennas, through equivalent electrical models, of radiofrequency microelectromechanichal (MEMS RF) switches, in order to reconfigure their radiation patterns. It indeed reveals itself necessary to model these systems in order to have a reliable, efficient design of switched parasitic array antennas. Beyond these modeling efforts, passive antenna prototypes haves been realized and measured, validating the whole design method. An active prototype, integrating RF MEMS devices have then be developed. The problem of modeling and integrating these RF MEMS devices in antennas has then been tackled. Beam forming antennas have eventually been developed, based on reconfigurable antenna cells, each forming a subarra of a laraer arrav.

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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2007 par [CCSD] à Villeurbanne

Antennes reconfigurables à base de MEMS RF

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Informations

  • Détails : 1 vol. (188 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 167-173

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  • Bibliothèque : Université Grenoble Alpes (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèques et Appui à la Science Ouverte. Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS07/GRE1/0029
  • Bibliothèque : Université Grenoble Alpes (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèques et Appui à la Science Ouverte. Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS07/GRE1/0029/D
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