Conception et réalisation de filtres RF passe-bas à structures périodiques et filtres Ultra Large Bande, semi localisés en technologie planaire

Design and realization of low-pass RF filters with periodic structures and Ultra Wide Band-pass filters, in hybrid planar technology

• Auteur / Autrice : Darine Kaddour
• Direction : Philippe Ferrari, Jean-Daniel Arnould
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique et radiofréquence
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lignes à bandes

Mots clés libres

Filtres RF

Filtre passe-bas

Filtre passe-bande

Ulttra large bande

Structures periodiques

Cpw

Capacites cms

Résumé

La technologie planaire constitue une technologie attrayante pour la réalisation de filtres, en terme de coût, de volume, ainsi que des possibilités d'intégration. Dans ce contexte, le développement de filtres planaires sélectifs et peu encombrants est à l'heure actuelle un domaine d'activité d'un intérêt fondamental. Les travaux présentés dans ce manuscrit s'inscrivent dans cet axe de recherche. Après un état de l'art sur les différentes familles de filtres planaires, une nouvelle topologie de filtre passe-bas compact, constituée d'une ligne de propagation périodiquement chargée par des capacités CMS, est développée. Une méthode rigoureuse de conception est développée et des démonstrateurs hybrides en teclmologie CPW à 1 GHz sont réalisés, Les mesures, en très bon accord avec les simulations, valident des propriétés intéressantes en terme de l'éjection, d'adaptation et de remontées parasites, La montée en fréquence est également explorée par la réalisation d'un filtre passe-bas en bande K. Les résultats montrent la nécessité d'une caractérisation fine des capacités. Ensuite, une méthode de caractérisation des capacités est mise en oeuvre. Il s'avère que l'insertion des capacités dans des filtres passe-bas à structure périodique constitue un moyen précis et fiable de modélisation. Une topologie de filtre passe-bande à Ultra Large Bande, basée sur une imbrication d'un filtre passe-haut à stubs dans un, filtre passe-bas à lignes capacitivement chargées, est mise en place. Les mesures des prototypes en technologie micro- ' ruban, en bon accord avec les simulations, montrent des propriétés intéressantes de sélectivité, de miniaturisation et de rejet de lobes secondaires.

Ln recent years, extensive research and development efforts have been put into exploiting planar filters for their potential qualities of low cost, tiny weight and high degree of integration. The aim of the research work presented in this manuscript is the design and the realization of selective and miniaturized planar filters. A new topology of compact low-pass filter with periodic structures, constituted by a transmission line loaded by SMT capacitors, is proposed. A rigorous design method for the low-pass filter is also implemented. The measurements of the low-pass filters, realized ne al' to 1 GHz in a CPW technology, in good agreement with simulations demonstrated interesting electrical proprieties of rejection, matching and spurious suppression. The validity of this topology is also investigated for higher frequencies with the realization of a low-pass filter in the K-band. Several capacitor's characterization approaches were also investigated. The implementation of capacitors in a low pass filter with periodic structure carried out constitutes the most precise way to characterize capacitors. A new topology of Ultra Wide Band band-pass filters, based on the combination of a high pass filter with short circuited stubs and a low pass filter with capacitively loaded lines, is proposed, The measurements of the prototype filters realized in a microstrip teclmology, in good agreement with simulations, show interesting proprieties of selectivity, miniaturization and spurious suppression.