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Informations
Publié par | Thesee |
Nombre de lectures | 60 |
Langue | Français |
Poids de l'ouvrage | 7 Mo |
Extrait
N° d’ordre: 4167
THÈSE
présentée à
L’UNIVERSITÉ BORDEAUX 1
École doctorale des Sciences Physiques et de l’Ingénieur
par Nejdat DEMIREL
POUR OBTENIR LE GRADE DE
DOCTEUR
SPÉCIALITÉ : ÉLECTRONIQUE
Co,design d’un bloc PA,Antenne en technologie silicium
pour application radar 80GHz
Soutenance prévu le 10 décembre 2010
Après avis de:
M. Eric BERGEAULT Professeur ENST Paris Rapporteur
Jean,Pierre TEYSSIER Professeur XLIM Limoges Rapporteur
Devant la commission d’examen formée de:
M. Denis PACHE Ingénieur ST Microelectronics Industriel
Eric BERGEAULT Professeur ENST Paris Rapporteur
Jean,Pierre TEYSSIER Professeur XLIM Limoges Rapporteur
Jean,Baptiste BEGUERET Professeur IPB Bordeaux Examinateur
Eric KERHERVE Professeur IPB Bordeaux Directeur de thèse
Robert PLANA Professeur LAAS Toulouse Co,Directeur de thèse
Remerciements
Ces travaux de recherche se sont effectués en collaboration avec le laboratoire de l’Intégration
du Matériau au Système (IMS) à Bordeaux, le laboratoire d’Analyse et d’Architectures des
Systèmes (LAAS) à Toulouse et la société STMicroelectronics à Crolles. Je tiens à remercier
toutes les personnes sans qui ce travail n’aurait pas été possible.
J'adresse mes plus vifs remerciements à mon directeur de thèse Professeur Eric KERHERVE,
professeur à l’Université de Bordeaux, et à mon responsable industriel, Denis PACHE. Je les
remercie pour avoir assuré l’encadrement de cette thèse et pour avoir fait preuve d’une grande
disponibilité. Qu’ils soient remerciés de même pour la confiance qu’ils m’ont témoignée
durant ce travail.
J’exprime également toute ma gratitude à Messieurs Eric BERGEAULT, Professeur à l’Ecole
Nationale Supérieure des Télécommunications (ENST) de Paris et Jean,Pierre TEYSSIER,
Professeur à l’Université de Limoges (XLIM), qui ont accepté de juger ce travail en qualité de
rapporteurs.
Je remercie Monsieur le Professeur Jean,Baptiste BEGUERET d'avoir accepté d'être le
président du jury de cette thèse.
Je tiens également à exprimer mes remerciements au Professeur Robert Plana d’avoir accepté
de participer à ce jury.
Je souhaite remercier tous les membres de l’équipe CHS pour leur contribution humaine et
professionnelle. Merci à Pierre JARRY, Jean,Marie PHAM, Nathalie DELTIMPLE, Laurent
LEYSENNE, Moustapha EL HASSAN, Yohann LUQUE, Sofiane ALOUI, Bernardo LEITE,
Nicolas DELAUNAY, Kamal BARAKA, Sophie DREAN et Adrien TUFFERY.
Je remercie sincèrement les enseignants chercheurs de l’équipe EC2 pour leur aide
scientifique ainsi que leur sympathie : Yann DEVAL, Jean Baptiste BEGUERET, Thierry
TARIS, François RIVET et Hervé LAPUYADE. Merci particulièrement à Romaric TOUPE,
Olivier MAZOUFFRE, Cédric MAJEK et Magali DEMATOS qui sont toujours présents au
laboratoire. Merci pour leur aide permanente, leur écoute et leur soutien. Merci, bien sûr, à
tous les collègues que j’ai pu côtoyer dans la salle ST: Birama GOUMBALLA, Mickael CIMINO, André MARIANO, Diego ROSSONI,MATOS, Aya MABROUKI, Chama
AMEZIANE, Nicolas REGIMBAL, Raffaele SEVERINO, Luca TESTA, Quentin BERAUD,
Hassen KRAIMIA, Andrée FOUQUE, Paolo LUCCHI, Victor DUPUY et Pierre,Olivier
LUCAS DE PESLOUAN.
Si ce travail a pu être mené à son terme, c’est aussi grâce à l’amitié et à la bonne humeur que
m’ont témoignées tous les membres du groupe R&D Crolles. A ce titre je tiens à remercier
tous les membres de l’équipe que j’ai pu côtoyer: Alexandre GIRY, Philippe TRIOLET,
Christophe ARRICASTRES, Sarah VERHAEREN, Rayan MINA, Florent SIBILLE,
Christophe ENTRINGER, Didier BELOT, Sébastien PRUVOST, Thomas QUEMERAIS,
Valérie DANELON, Patrice GARCIA, Laurence MOQUILLON, Pascale MAILLET,
CONTOZ et Daniele GLORIA.
J'ai également une pensée toute particulière pour mes frères, mes sœurs et mes amis qui m'ont
soutenu au cours de cette thèse.
Je n’oublierai pas l'immense reconnaissance que j'ai pour mes parents. Sommaire
Introduction générale……………………………………………………………….………10
I TRANSMETTEUR RADAR POUR APPLICATION
AUTOMOBILE .................................................................................14
I. INTRODUCTION...................................................................................................... 15
I.1 Les nouveaux systèmes de radiocommunications sans fil ................................... 15
I.2 Les applications radar........................................................................................... 16
I.3 Application radar automobile............................................................................... 19
II. ARCHITECTURES DES SYSTEMES DE TELECOMMUNICATION............. 23
II.1 Généralités............................................................................................................ 23
II.2 Architectures ultra large bande et bande étroite................................................... 24
II.3 Radar CW et FMCW............................................................................................ 28
II.4 Radar ULB Impulsionnel ..................................................................................... 30
II.5 Etat de l’art ........................................................................................................... 31
III. CONTEXTE DES TRAVAUX.................................................................................. 33
III.1 Objectifs ............................................................................................................... 34
III.2 Spécifications ....................................................................................................... 35
III.3 Système radar ULB impulsionnel ........................................................................ 36
IV. TECHNOLOGIE SILICIUM AVANCEE............................................................... 39
IV.1 Technologies ........................................................................................................ 39
IV.2 Gamme en fréquence des technologies ................................................................ 40
IV.3 Evolution du SiGe ................................................................................................ 41
V. CO0DESIGN PA0ANTENNE.................................................................................... 42
V.1 Co,design d’un bloc PA,Antenne en technologie s ilicium pour application
RADAR 80GHz ............................................................................................................... 42
V.2 Contraintes sur les amplificateurs de puissance dans les bandes de fréquences
millimétriques................................................................................................................... 44
VI. CONCLUSION........................................................................................................... 45
II ETUDE DES AMPLIFICATEURS DE PUISSANCE ET DES
COMPOSANTS ANALOGIQUES AUX FREQUENCES
MILLIMETRIQUES.........................................................................50
I. INTRODUCTION...................................................................................................... 52
II. CARACTERISTIQUE D’UN AMPLIFICATEUR DE PUISSANCE .................. 52
II.2 Paramètres du PA ................................................................................................. 53
II.3 Linéarité ............................................................................................................... 56
II.4 Topologies............................................................................................................ 60
II.5 Classes de fonctionnement ................................................................................... 63
II.6 Etat de l’art des PAs millimétriques..................................................................... 66
III. TECHNOLOGIE SIGE:C BICMOS TBH.............................................................. 68
III.1 Le transistor bipolaire........................................................................................... 69
III.2 Fréquence de transition et fréquence maximale d’oscillation.............................. 72
III.3 Les limites de fonctionnement d’un TBH ............................................................ 74
III.4 Layout du composant actif ................................................................................... 76
III.5 Modèle du transistor............................................................................................. 77
IV. LES COMPOSANTS PASSIFS ................................................................................ 79 IV.1 Te