Caractérisation en guide d'onde rectangulaire dans les bandes X et Ka de matériaux diélectriques, magnétiques et gyromagnétiques pour la réalisation de composants passifs hyperfréquences
Institution:
Saint-EtienneDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The development of telecommunications systems and sensors in the microwave range need the miniaturization and integration of passive components. DIOM laboratory (Dispositifs et Instrumentations en Optoélectronique et Micro-ondes) is aiming at the integration of such components by elaborating of thin magnetic films (thickness less than 10æm) deposed onto dielectric substrate with thickness less than 1 mm. The knowledge of magnetic and dielectric properties of such materials allow to investigate their magnetic behavior to manufacture some integrated components in a wide range of frequencies. The main purpose of this work is the microwave characterization of dielectric and anisotropic magnetic materials with a thickness lower than 1 mm as well as thin films. A rectangular waveguide characterization method has been performed in X and Ka bands. The dielectric and magnetic properties of multiplayer samples were obtained in such a way. Thin films were also tested by using this method and non reciprocal effects were observed in the case of YIG films as thin as 4 æm. Finally, the transposition of the method in the X band were validated in the case of dielectric materials
Abstract FR:
Le développement des systèmes de télécommunications et de détection dans le domaine des hyperfréquences nécessite la miniaturisation et l'intégration de composants passifs micro-ondes. Le Laboratoire Dispositifs et Instrumentations en Optoélectronique et Micro-ondes (DIOM) s'est orienté vers la fabrication de couches minces magnétiques sur des substrats diélectriques d'épaisseur inférieure à 1 mm, dont l'objectif est la réalisation de composants passifs miniatures qui doivent fonctionner au delà de 1 GHz. La connaissance des propriétés électromagnétiques du matériau utilisé permet de fournir les éléments essentiels à la modélisation de ce matériau en vue d'une simulation complète du composant. L'objectif de cette thèse est la caractérisation hyperfréquence de matériaux diélectriques et magnétiques anisotropes à l'état solide et d'une épaisseur inférieure à 1 mm ainsi que de couches avec leurs substrats. Une méthode de caractérisation en guide rectangulaire dans le bande X (8. 2 - 12. 4 GHz) puis en bande Ka (26. 5 - 40 GHz) a été mise en œuvre et a permis de déterminer les propriétés diélectriques et magnétiques d'échantillons en structure multicouche. L'application de cette méthode aux couches minces magnétiques élaborées au laboratoire DIOM nous a permis de mettre en évidence des effets non réciproques pour des couches de YIG (ferrite Grenat) d'épaisseur de l'ordre de 4æm. Enfin, la transposition de cette méthode vers la bande Ka a été validée dans le cas de matériaux diélectriques