Étude, réalisation et Caractérisation d'un système de communications térahertz
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Abstract EN:
As the demand for data consumption increasingly grows, a communication based on terahertz frequencies carrier becomes an effective way to reach very broadband transmissions at data rates up to hundred’s of Gb/s. We report an experimental study of InP-based double-heterojunction bipolar transistor used as detector for high data-rate terahertz wireless communication. Measurement of the responsivity at THz frequency and output impedance are presented. We show an anti-resonance of the responsivity at a given modulation frequency correlated with the output impedance measurement. We also show that a significant reduction of the output impedance can be obtained by applying a sufficient base-emitter bias thus improving substantially the impedance matching to 50-Ω circuits while maintaining THz sensitivity. We optimized the effective responsivity of the DHBT by increasing THz intensity coupled with the DHBT by focusing the THz beam at the diffraction limit. The DHBT was also integrated with an antenna and simulations with CST software were conducted to deduce the characteristics of the antenna. The characterization of this detector associated a high dielectric resistivity silicon lens, under terahertz beam show an improvent of the responsivity. Finaly, a real-time uncompressed high-definition video signal is successfully transmitted at 1.5 Gb/s using the DHBT as detector.
Abstract FR:
Alors que la demande d'augmentation des débits est pressante, une communication basée sur des fréquences térahertz (THz) devient un moyen efficace permettant des transmissions à très haut débit pouvant atteindre plusieurs centaines de Gb/s. Nous rapportons une étude expérimentale d'un transistor bipolaire à double hétérojonction (DHBT) à base d'InP utilisé comme détecteur pour la communication THz sans fil à haut débit. Les mesures de la sensibilité à la fréquence THz et de l'impédance de sortie sont présentées. Nous montrons une anti-résonance sur la bande passante de modulation à une fréquence donnée qui est corrélée avec la mesure d'impédance de sortie. Nous montrons également qu'une réduction significative de l'impédance de sortie peut être obtenue en appliquant une polarisation base-émetteur importante, améliorant ainsi l'adaptation de l'impédance à 50 Ω tout en maintenant la sensibilité THz. Nous avons optimisé la sensibilité effective du DHBT en augmentant l'intensité THz couplée avec DHBT par focalisation du faisceau THz à la limite de diffraction. Le DHBT a également été intégré avec une antenne spirale logarithmique et des simulations avec le logiciel CST ont été effectuées pour déduire les caractéristiques de l'antenne. La caractérisation de ce détecteur associée à une lentille de silicium à haute résistivité diélectrique, sous faisceau THz, montre une optimisation de la sensibilité. Enfin, un signal vidéo à haute définition non compressé en temps réel est transmis avec succès à 1,5 Gb/s en utilisant le DHBT comme détecteur