Conception de récepteur LNA à large bande avec une faible consommation d'énergie pour une approche multistandard

Wideband LNA-first receiver design with low power consumption for multi-standard approach

• Auteur / Autrice : Ali Alshakoush
• Direction : Sylvain Bourdel, Laurent Fesquet, Florence Podevin, Estelle Lauga-Larroze
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Nanoélectronique et nanotechnologie
• Date : Soutenance le 23/02/2021
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de radio-fréquence et d'intégration de circuits (Grenoble) (2018-....)
• Jury : Président / Présidente : Giorgio Di Natale
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dominique Morche, Thierry Taris
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gilles Jacquemod, Éric Tournier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation, Méthodes de

Amplificateurs faible bruit

Communication ultra large bande

FD-SOI (transistors)

Mots clés libres

Large bande

Ultra faible puissance

Fdsoi

Sdr

Accordable

Méthodologie de conception

Tunable

Sdr

Design methodology

Fdsoi

Wideband

Ultra low power

Résumé

Les progrès récents des technologies informatiques, notamment le traitement numérique du signal, l'intelligence artificielle, la conception de matériel radiofréquence ou les systèmes de communication modernes ont ouvert la porte à une multitude d'applications pour la télécommande sans fil, le transfert de données mobiles, les communications à haut débit. Tous sont rassemblés dans un contexte multi-standard. Ainsi, des approches et des solutions multi-standards doivent être envisagées. D'un point de vue logiciel, la radio logicielle SDR est une solution très prometteuse. Cependant, du point de vue matériel, l'exploration des systèmes à semi-conducteurs qui permet l'agrégation d'un grand nombre de standards est très active.Cette thèse propose une étude sur les architectures multi-standards. Il explore en particulier la conception d'un récepteur mélangeur à N voies à rejet d'harmoniques large bande compatible avec l'approche multi-standard. Le principal défi est de fournir une bande de rejet d'harmoniques élevée avec une faible consommation d'énergie et une faible complexité du système. Plusieurs architectures sont étudiées et un HR-NPM est conçu, implémenté et fabriqué en technologie FDSOI 28nm de ST Microelectronics. Ce travail a démontré l'efficacité des nouvelles architectures HR-NPM et son importance dans les applications multi-standards.

The recent advances in computing technologies including digital signal processing, artificial intelligence, radio frequency hardware design or modern communication systems opened the door towards a multitude of applications for wireless remote control, mobile data transfer, high speed communications. All of them being gathered through a multi-standard context. Thus, multi-standard approaches and solutions have to be considered. From a software point of view, the software-defined radio, SDR, is a very promising solution. However, from the hardware point of view, the exploration of solid state systems that allows the aggregation of a large number of standard is very active.This thesis proposes a study on multi-standard architectures. It particularly explores the design of wideband harmonic rejection N-path mixer receiver compatible with the multi-standard approach. The main challenges is to provide a high harmonic rejection band with low power consumption and low system complexity. Several architectures are studied and a HR-NPM is designed, implemented and manufactured in 28nm FDSOI technology from ST Microelectronics. This work has demonstrated the efficiency of new HR-NPM architectures and its importance in multi-standard applications.