Étude d'un multiplexeur hyperfréquence planaire ultracompact pour les futures architectures de systèmes RF

par Stéphane Cadiou

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Éric Rius.

Soutenue en 2010

à Brest .


  • Résumé

    Ces travaux s’inscrivent dans le cadre d’une miniaturisation des solutions actuelles de multiplexage hyperfréquence visant à réduire l’encombrement et donc le coût de fabrication de ce type de dispositifs électroniques dans le domaine de la Défense. L’objectif est donc de proposer une alternative aux technologies et architectures classiques de multiplexeurs qui, bien que performantes, pâtissent d’un encombrement et d’un poids prohibitifs pour les systèmes aéroportés du futur. L’objectif de ces travaux est donc d’étudier la faisabilité d’un multiplexeur en technologie planaire, découpant la bande 2-18GHz en 16 canaux. L’enjeu ici concerne autant l’architecture globale que le choix de la topologie des filtres qui la composent, ou que la connexion et la cohabitation des différents filtres au sein du multiplexeur. Nous proposons ici un découpage en fréquence impliquant l’utilisation d’une architecture originale de multiplexeur utilisant divers composants passifs tels qu’un diviseur de puissance, des duplexeurs ou encore quatre quadriplexeurs (banques de quatre filtres). Les duplexeurs utilisent une topologie originale dite «flèche» dont nous développons la synthèse et les quadriplexeurs HF sont basées sur la topologie DBR développée au laboratoire. Les quadripexeurs BF sont basés sur différentes topologies large bande. Divers outils d’aide à la conception des circuits hyperfréquences complexes ont été développés afin de simplifier au maximum le flot de conception classique et diminuer les temps de réglage. Plusieurs réalisations et de nombreuses simulations électromagnétiques viennent confirmer l’acuité des outils utilisés et valider la solution proposée.

  • Titre traduit

    Study of an ultra-compact, wide-band and planar microwave multiplexer for futures RF systems architectures


  • Résumé

    This PhD work was aimed at studying ultra-compact microwave multiplexer, in stripline technology, for military applications. The miniaturization and cost reductions are the main motivations to try to find alternative solutions to classical technologies o multiplexing systems (waveguides technology). The system in concern divides the 2-18GHz band into 16 1GHz-band-channels. The critical parameters are the whole architecture of the multiplexer, the topologies of different filters used and connection of the 16 channels to a common port. We propose here an interesting frequency splitting that implies a particular architecture which is composed of a Wilkinson type power divider, two wide-hand diplexers and four 4-channels-multiplexers (2 in highfrequency range and 2 in low-frequency range). Diplexers use a the new “arrow” topology of which the synthesis is described whereas the FTP quadriplexers use the well-known DBR topology, developed in the Lab STICC. The LF quadriplexers are based on different wide-band topologies (SC stubs, OC stubs, interdigital etc. ). Some tools have been developed to simplify and shorten the design flow of microwave complex devices such as planar multiplexers. New libraries of discontinuities have been created and a lot of simulations and some realizations have proved the acuity of the different libraries of discontinuities and validated the proposed solution. The global footprint of the whole multiplexer has been divided by at least 10 compared to classical waveguide solutions. Preliminary electrical performances are encouraging and, thanks to this PhD study, the feasibility of a planar wide-band channelizing receiver for electronic warfare systems is proved.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (188 p.)
  • Annexes : Notes bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Bretagne Occidentale. Service commun de la documentation Section Droit-Sciences-STAPS.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TBRE2010/97
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