thesis

Etude de duplexeur : intégration d'un circulateur actif et d'un système d'adaptation automatique d'impédance

Defense date:

Jan. 1, 2001

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Institution:

Paris, ENST

Disciplines:

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Abstract EN:

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Abstract FR:

L'antenne, dans les terminaux des systèmes de communications sans fil, est liée à l'amplificateur de puissance et a l'amplificateur de faible bruit à travers un duplexeur ou un commutateur. On sait que l'impédance d'entrée de l'antenne subite des variations dues à son environnement comme la tête et la main de l'usager d'un téléphone portable. La variation de cette impédance représente donc un paramètre important pour certains circuits d'un téléphone portable, notamment l'amplificateur de puissance et l'amplificateur faible bruit, puisque leurs performances sont dépendantes de leur impédance de source et de charge. Une autre situation, ou l'impédance d'entrée des antennes varie est celle des réseaux d'antennes à balayage électronique, ou l'impédance change, selon la direction du faisceau. Afin de résoudre ces difficultés, nous proposons de placer an amont de l'antenne, un dispositif d'adaptation automatique d'impédance et un duplexeur actif. Le premier composant sera compose essentiellement d'un quadripôle d'adaptation variable d'impédance, d'un sous-système de mesure d'impédance et d'un processeur numérique pour contrôler l'adaptation. Dans une première partie, nous étudions différentes techniques d'adaptation variable et de mesure d'impédance. Les solutions retenues sont de placer une capacité a des positions variables sur une ligne de propagation de type micro-ruban et de mesurer les impédances en utilisant la technique six-port. La première opération est réalisée par commutation à l'aide de transistors phemts (pseudomorphic high electron mobility transistor) froid et de 12 capacités repartis le long de la ligne microruban. La deuxième opération consiste à mesurer la puissance des signaux rf interferents le long de la ligne puis par un traitement adéquat des données de puissance de déterminer l'impédance d'entrée de l'antenne. L'originalité de notre travail est d'avoir utilisé le transistor en tant que commutateur et en tant que détecteur de puissance de signaux rf. Ce choix a conduit à réalisation d'un dispositif d'adaptation automatique sur une puce d'asga de surface 6 mm 2 opérant à une fréquence de 5 gHz. Le circuit a été réalisé par la fonderie ommic (philips microwave limeil). Le deuxième circuit étudie est un duplexeur actif en utilisant une technologie silicium standard cmos. Sa fonction est de séparer les voies d'émission et de réception des systèmes de radiocommunications mobiles. Il est constitué d'un quasi-circulateur actif et d'un commutateur. Ce choix nous a permis d'obtenir une isolation suffisante (35 db) a la fréquence de 2 gHz entre les voies émission et réception, ce qui n'est pas possible actuellement d'obtenir avec un commutateur sur si. Le circuit a été réalisé par la fonderie ams (austria micro systems)