Fonctions de commutation à base de micro-commutateurs MEMS RF appliquées à la conception de matrices de commutation

par Mohamad-Kazem Hassib El Khatib

Thèse de doctorat en Électronique des hautes fréquences et optoélectronique. Communications optiques et micro-ondes

Sous la direction de Pierre Blondy et de Arnaud Pothier.

Soutenue en 2008

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Les travaux de doctorat présentés dans ce manuscrit ont contribués au développement de nouvelles topologies de circuits microondes reconfigurables mettant à profit le potentiel de la technologie MEMS (Micro Systems électromécaniques). Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet européen SMARTIS axé surtout par la recherche des solutions basées sur des commutateurs MEMS RF à contact ohmique. Nous nous sommes intéressés dans un premier temps par la partie concernant le routage et la commutation du signal dans un system RF. Le principe proposé est basé sur l'amélioration de la fiabilité du système en jouant sur son architecture. Une étude des principaux phénomènes de défaillance était menée pour répondre à cette problématique. Ensuite, à partir de la brique de base aboutie, autres fonctions de commutation et des matrices plus complexes ont été conçues, testées et présentées. Les structures abouties sont relativement performantes et plus attractives que celles réalisées à base de semi-conducteurs. Ainsi, pour un DPDT conçu, nous avons mesuré, sur des structures préliminaires, une isolation meilleure que 42 dB et des pertes d'insertion meilleures que 0. 7 dB sur les différentes voies de transmission de la structure. Dans une deuxième partie, nous nous intéressons par le développement d'un micro-boitier opérant en bande Ka pour l'encapsulation de micro-commutateur MEMS RF ou des fonctions de commutation à base des MEMS RF, La technique de packaging proposée est basée sur un report de capot avec une couche intermédiaire métallique de scellement, cela est une méthode simple à mettre en œuvre, et qui peut être réalisable de manière collective.

  • Titre traduit

    Switching functions based on RF MEMS micro-switches applied on switching matrix design


  • Résumé

    The work of thesis described in this manuscript has contributed in the development of new reconfigurable microwave circuits topologies benefiting from the strong potential of MEMS technology. This work is a part of the SMARTIS European project which focused on seeking for solutions based on RF MEMS ohmic contact switches. In the first section, we were interested by the part concerning signal routing and switching in RF systems. The proposed switching solution is based on improving system reliability, by playing on its architecture. A study of major failure events was presented in order to respond to this issue. Then, from the developed switching base brick, other switching functions and more complex matrix have been designed, tested and presented. The resulted structures are relatively efficient and more attractive than those made based on semiconductors. Thus, for a DPDT designed, we measured, on preliminary structures, isolation better than 42 dB and insertion loss of better than 0. 7 dB for all transmission paths of the structure. In a second section, we were interested in the development of a Ka-band micro-package destined for the encapsulation of RF MEMS based switching functions developed lately in this manuscript. The proposed wafer level packaging technique is based on the report of two wafer layers with an intermediate seal metal layer, it is a relatively simple method to implement, and it can be achieved in a collective way.

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  • Détails : 1 vol. (vii-186 p.)
  • Annexes : Réf. bibliogr. à la fin de chaque chapitre

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