Etude d'une structure métamatériau HIW coplanaire à substrat de ferrite : application à un isolateur hyperfréquence

Study of a coplanar HIW metamaterial structure on a ferrite substrate : application to a microwave isolator

• Auteur / Autrice : Eric Djekounyom
• Direction : Didier Vincent, Éric Verney
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique Photonique Hyperfréquence
• Date : Soutenance le 09/07/2018
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Hubert Curien (Saint-Etienne ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement opérateur d'inscription : Université Jean Monnet (Saint-Étienne ; 1969-....)
• Jury : Président / Présidente : Arne Jacob
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Didier Vincent, Éric Verney, Emmanuel Pistono
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patrick Quéffélec, Florence Podevin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dispositifs à ferrites

Optoélectronique hyperfréquence

Métamatériaux

Mots clés libres

Isolateur coplanaire

Ligne haute impédance

Métamatériaux

Ferrite

Dispositifs hyperfréquences non réciproques

Matériaux magnétiques

Usinage laser femtoseconde

Polarisations circulaires

Microwave devices

Telecommunication systems

Magnetic metamaterials

Ferrites

Coplanar HIW metamaterial

Résumé

Les enjeux majeurs des dispositifs hyperfréquences utilisés dans les systèmes de télécommunication modernes sont la montée en fréquence de fonctionnement, la miniaturisation des circuits et l’intégrabilité des composants.Grâce à l’émergence des métamatériaux et à la maîtrise des propriétés des ferrites, il est possible de développer nouveaux dispositifs répondant à ces nouvelles exigences de l’électronique embarquée.Cette thèse développe, à partir d’une ligne métamatériau HIW coplanaire basée sur un substrat de ferrite, un nouveau dispositif hyperfréquence non réciproque de faible encombrement, opérant à des fréquences situées entre 13 et 15 GHz.Les prototypes fabriqués et caractérisés sous de faibles valeurs de champ magnétique, présentent les performances caractéristiques d’un isolateur bande étroite: isolation supérieure à 30 dB, pertes d’insertion inférieures à 1 dB.

The main challenges of microwave devices used in modern telecommunication systems are the increase of the operating frequency, the circuit’s miniaturization and the integration of components.Thanks to the emergence of metamaterials and the control of the properties of ferrites, it is possible to develop new circuits that meet these new requirements for embedded electronics.This thesis investigates, from a coplanar HIW metamaterial line based on a ferrite substrate, a new non-reciprocal microwave device, operating in frequency range between 13 and 15 GHz.Prototypes were fabricated and characterized under low magnetic field. They achieved the characteristic performances of a narrow band isolator: isolation over 30 dB and insertion losses of less than 1 dB.