Etude théorique et expérimentale de circulateurs ultraminiatures en technologie uniplanaire multicouches

Theoritical and experimental study of miniature circulators by a multilayer uniplanar approach

• Auteur / Autrice : Ronan Péron
• Direction : Serge Toutain
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dispositifs à ferrites

Résumé

_ Depuis quelques annees, on assiste de plus en plus, pour les microondes, a l'ouverture de marches grand public aussi bien dans le domaine des telecommunications que dans d'autres secteurs d'activites (developpement des radiocommunications mobiles, diffusion t. V. Et radio haute definition par satellite, marche de l'electronique automobile etc. ). Pour satisfaire l'ensemble des specifications associees a ces marches, les dispositifs doivent repondre, aujourd'hui, a un certain nombre de contraintes au niveau de l'integration des materiels : des contraintes economiques, des contraintes d'encombrement et de poids pour les dispositifs integres dans les systemes embarques, ainsi que des contraintes electriques, notamment en relation avec l'evolution des systemes actuels vers les hautes frequences. _ parallelement, dans ces systemes de communication, une antenne unique est generalement utilisee par souci de simplification, a la fois pour l'emission et la reception. Naturellement, il est cependant necessaire de pouvoir assurer la fonction de diplexage entre les voies emission et reception, qui operent dans des bandes de frequences quasi-contigues, voire identiques. Pour cela, l'utilisation de circulateurs a elements semi-localises sur ferrite apparait comme la solution la plus appropriee, et ce en relation avec l'ensemble des contraintes imposees. Neanmoins, a ce jour, etant donne les technologies d'integration classiquement utilisees (typiquement, de type microruban et triplaque), cette solution presente plusieurs limitations, principalement associees au procede technologique de type multiface mis en uvre (en particulier de par la presence de trous de retour de masse), ce qui induit des problemes de cout de realisation, de miniaturisation des dispositifs, de montee en frequence etc. _ afin de pallier ces inconvenients, ce travail propose l'utilisation de la technologie uniplanaire, pour l'integration complete de circulateurs a elements semi-localises, directement sur substrat ferrite. Par ailleurs, le choix d'une polarisation magnetique de type radial du materiau ferrite a ete retenue. Un modele theorique du circulateur uniplanaire, ainsi que des modeles des materiaux magnetiques et des elements electriques de base du dispositif, sont presentes tout d'abord. Par la suite, pour valider le formalisme de dimensionnement du circulateur uniplanaire, nous presentons plusieurs resultats experimentaux, et ce pour des dispositifs respectivement en bandes s, c, et ku (ce qui constitue, a priori a ce jour, une reference d'un point de vue de la montee en frequence). Enfin, nous demontrons l'interet evident d'une telle approche de conception de type uniplanaire, en particulier pour l'elargissement de la bande passante des circulateurs ultraminiatures, voire pour l'amelioration des performances propres de ces dispositifs (optimisation de l'adaptation, etc. ).