Conception et réalisation de micro-inductances variables, micro-usinées, pour applications radiofréquences et microondes
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Due to the increasing need of very small passive component chips, which represent a large surface on the cell phone electronic board, many laboratories try to integrate these passive components, with constant electric characteristics, into RF application chips. The research on tunable micro-components is still insignificant, despite the important market the future communication systems can represent. The study presented in this Ph. D. Report gives a concrete response to the conception and realization of tunable MEMS inductors. The first chapters focus on the feasibility of such components, and describe their design and fabrication process flow. The solution used to realize tunable MEMS inductors is based on magnetic coupling variations, between electric circuits, produced by mechanical displacements. Such a method gives large and continuous inductor variation ratios. The electric model proposed for this tunable micro-inductor has been validated by measurements. The last chapter gives some examples of tunable RF functions realized using tunable MEMS inductors and tunable MEMS capacitors. Measurements performed on these demonstrators validate the feasibility of tunable RF functions with continuous variation ratios.
Abstract FR:
Suite à la demande de miniaturisation des composants passifs, qui occupent la plus grande partie de la surface des cartes de radiocommunication des téléphones mobiles, certaines équipes de recherche se sont intéressées à l'intégration de ces composants passifs, à valeur fixe, dans les applications RF. La recherche concernant les micro-composants commandables reste quant à elle très discrète et cela malgré le marché potentiel que représentent les futurs systèmes de communication. Les travaux présentés dans cette thèse de doctorat apportent une réponse à la conception et à la réalisation de micro-inductances variables de type MEMS. Les premiers chapitres se focalisent sur l'étude de faisabilité de ces composants, leur dimensionnement et les étapes technologiques de micro-usinage nécessaires à leur réalisation. La solution retenue pour la réalisation des inductances variables, basée sur les variations du coefficient de couplage entre circuits, permet d'obtenir des variations importantes, et continues, d'inductance sur une large bande de fréquence. Le modèle électrique proposé, associé à ce composant, a été validé par les différentes mesures effectuées. Le dernier chapitre présente des exemples de co-intégration de capacités et d'inductances variables au sein d'une fonction accordable. Les mesures effectuées sur ces dispositifs permettent de valider le principe d'une fonction hyperfréquence réalisée uniquement à partir de composants passifs variables de type MEMS. Les différents démonstrateurs réalisés possèdent peu d'exemples équivalents connus à ce jour.