Tesis sobre el tema "Chaîne de réception RF"

Que ce soit dans un contexte de communications numériques, de radar ou de guerre électronique, les chaînes d’émission et de réception réalisant ces fonctions sont constituées de composants non-linéaires. Ces derniers opèrent sur les signaux d’intérêt les opérations cruciales d’amplification, de transposition en fréquence, et de conversion du monde analogique de propagation de ces signaux, au monde numérique de leur traitement. Dans tous les contextes cités, la dynamique instantanée est un critère de performance clé, déterminant la fuite spectrale à l’émission, contraignant le débit à la réception de signaux de communication, ou encore qualifiant la capacité à recevoir des échos de puissances différentes en radar. L’augmentation de la dynamique instantanée peut se faire au niveau de la conception des chaînes, tant dans le choix des composants que dans leur ordonnancement, et relève alors d’un processus de conception long et fastidieux, résultant en un sacrifice au niveau du coût, de l’encombrement ou de la consommation. L’autre façon d’augmenter la dynamique instantanée, qui fait l’objet de ce manuscrit, est la linéarisation par traitement numérique, basée sur la modélisation comportementale de la chaîne d’émission ou de réception.Cette linéarisation repose sur trois phases intrinsèquement imbriquées, la modélisation comportementale, l’identification des paramètres du modèle, et la compensation des défauts non-linéaires. Après avoir introduit le contexte applicatif de ces travaux, nous débutons ce manuscrit par le développement de modèles à temps continus, basés sur la dérivée du signal. Nous prenons ainsi le parti de s’extraire du formalisme des séries de Volterra, reposant sur le concept d’effet mémoire, afin de retrouver l’intuition physique de la description de la distorsion vis-à-vis des variations instantanées du signal. Nous scindons ensuite l’identification des paramètres de ces modèles en deux phases. La caractérisation tout d’abord, regroupe les méthodes basées sur signaux multi-tons, associant un formalisme relativement simple et une mise en œuvre aisée. Cette première phase est donc appliquée à l’étude du comportement non-linéaire, et au dimensionnement du modèle. La deuxième phase, dite de calibrage, désigne l'identification des paramètres de ce modèle à partir de bruit blanc, par corrélation, nécessitant donc un formalisme plus lourd mais permettant une identification plus exhaustive, destinée à un déploiement embarqué sur FPGA. A ce titre, une première réécriture du modèle proposé est introduite, sur une base de fonctions orthogonales, pour la diagonalisation du système de corrélations. Une deuxième réécriture est effectuée pour appliquer la théorie du filtrage multicadence à l’élimination de la distorsion repliée dans la bande d’échantillonnage. Le dernier objet de ces travaux de thèse est l'application des méthodes présentées à la réalisation d'un calibrage mis en œuvre in situ, de façon à pouvoir s'adapter de façon dynamique à la variation de la distorsion non-linéaire de la chaîne au regard de l'évolution de l'environnement du radar aéroporté. Cette mise en œuvre suppose l'utilisation de la chaîne d'émission afin d'injecter le stimulus de calibrage dans la chaîne de réception. Nous proposons ainsi un procédé permettant la distinction des contributions non-linéaires des chaînes d’émission et de réception à l'observation de la sortie de leur cascade, afin de n'identifier que les défauts de la chaîne de réception, pour la linéarisation du signal capté par l'antenne
Whether in the context of digital communications, radar or electronic warfare, the transmission and reception chains performing these functions are made up of non-linear components. The latter carry out on the signals of interest the crucial operations of amplification, frequency transposition, and conversion from the analog world of propagation of these signals to the digital world of their processing. In all the contexts mentioned, the instantaneous dynamics is a key performance criterion, determining the spectral leakage at transmission, constraining the flow rate at reception of communication signals, or qualifying the capacity to receive echoes of different powers in radar.Increasing the instantaneous dynamics can be done through the design of the chains, both in the choice of components and in their ordering, and then involves a long and tedious design process, resulting in a sacrifice in terms of cost, size or consumption. The other way of increasing the instantaneous dynamics, which is the subject of this manuscript, is linearization by digital processing, based on behavioral modeling of the transmission or reception chain.This linearization is based on three intrinsically intertwined phases, behavioral modeling, identification of model parameters, and compensation of non-linear faults. After introducing the application context of this work, we begin this manuscript with the development of continuous-time models, based on the derivative of the signal. We thus opt to escape from the formalism of the Volterra series, based on the concept of memory effect, in order to rediscover the physical intuition of the description of the distortion with respect to instantaneous variations of the signal. We then split the identification of the parameters of these models into two phases. Characterization, first of all, brings together methods based on multi-tone signals, combining a relatively simple formalism and easy implementation. This first phase is therefore applied to the study of non-linear behavior, and to the sizing of the model. The second phase, calibration, designates the identification of the parameters of this model from white noise, by correlation, therefore requiring a heavier formalism but allowing a more exhaustive identification, intended for an embedded deployment on FPGA. As such, a first rewriting of the proposed model is introduced, on the basis of orthogonal functions, for the diagonalization of the correlation system. A second rewriting is carried out to apply the theory of multi-rate filtering to the elimination of the aliased distortion in the sampling band. The last object of this thesis work is the application of the methods presented to the realization of a calibration implemented in situ, so as to be able to adapt dynamically to the variation of the non-linear distortion of the chain with regard to the evolution of the airborne radar environment. This implementation assumes the use of the transmission chain in order to inject the calibration stimulus into the reception chain. We thus propose a method allowing the distinction of the non-linear contributions of the transmission and reception chains to the observation of the output of their cascade, in order to identify only the defects of the reception chain, for the linearization of the signal captured by the antenna

Les communications numériques ont évolué pour répondre à la demande des consommateurs pour accroître l'accès à la navigation Internet, TV, vidéo à la demande, jeux interactifs et de réseaux sociaux. Cette augmentation de débit est obtenue en utilisant des techniques avancées de traitement du signal, des modulations complexes, et des bandes passantes larges. Par conséquent, des récepteurs hautes performances, capables de traiter des signaux large bande, sont nécessaires pour les équipements d'infrastructure et de communication grand-public hauts de gamme. Les récepteurs à numérisation directe RF sont attrayants pour ces applications à large bande, mais plusieurs aspects doivent être étudiés afin de fournir des solutions performantes intégrées. Les principales contributions de cette thèse sont les suivantes: - l’analyse et la conception au niveau système des récepteurs à échantillonnage et numérisation directs RF : - l'analyse théorique de la distorsion non-linéaire large-bande, pour les stratégies d'échantillonnage passe-bas et passe-bande - l'analyse théorique des défauts des convertisseurs analogique-numérique haute-vitesse dans un contexte de réception large bande - la conception d'un conditionneur de signal RF optimisé pour une application câble, incluant: - un égaliseur RF programmable multi-pente, utilisant une seule inductance, avec son algorithme de contrôle - une boucle de contrôle de gain mixte combinant un détecteur RMS et un détecteur crête - contribution à la réalisation d'un produit récepteur RF multi-canaux, à numérisation directe, compétitif en consommation d'énergie, coût, et performances RF
The Holy Grail radio receiver architecture for Software Radio makes uses of direct RF digitization. The early RF signal digitization theoretically provides maximum re-configurability of the radio front-end to multiple bands and standards, as opposed to analog-extensive front-ends. In addition, in applications for which a large portion of the RF input signal spectrum is required to be received simultaneously, the RF direct digitization architecture could provide the most power-and-cost-effective front-end solution. This is typically the case in centralized architectures, for which a single receiver is used in a multi-user environment (data and video gateways) or in re-multiplexing systems. In these situations, this highly-digitized architecture could dramatically simplify the radio front-end, as it has the potential to replace most of the analog processing. In this Ph.D thesis, we study the trade-offs, from RF to DSP domains, which are being involved in direct RF digitization receivers. The developed system-level framework is applied to the design of a cable multi-channel RF direct digitization receiver. Special focus is provided on the design of an optimum RF signal conditioning, on the specification of time-interleaved analog-to-digital converter impairments, including clock quality, and on some algorithmic aspects (automatic gain control loop, RF front-end amplitude equalization control loop). The two-chip implementation is presented, using BiCMOS and 65nm CMOS processes, together with the block and system-level measurement results. The solution is highly competitive, both in terms of area and RF performance, while it drastically reduces power consumption

Les communications numériques ont évolué pour répondre à la demande des consommateurs pour accroître l'accès à la navigation Internet, TV, vidéo à la demande, jeux interactifs et de réseaux sociaux. Cette augmentation de débit est obtenue en utilisant des techniques avancées de traitement du signal, des modulations complexes, et des bandes passantes larges. Par conséquent, des récepteurs hautes performances, capables de traiter des signaux large bande, sont nécessaires pour les équipements d'infrastructure et de communication grand-public hauts de gamme. Les récepteurs à numérisation directe RF sont attrayants pour ces applications à large bande, mais plusieurs aspects doivent être étudiés afin de fournir des solutions performantes intégrées. Les principales contributions de cette thèse sont les suivantes: - l’analyse et la conception au niveau système des récepteurs à échantillonnage et numérisation directs RF : - l'analyse théorique de la distorsion non-linéaire large-bande, pour les stratégies d'échantillonnage passe-bas et passe-bande - l'analyse théorique des défauts des convertisseurs analogique-numérique haute-vitesse dans un contexte de réception large bande - la conception d'un conditionneur de signal RF optimisé pour une application câble, incluant: - un égaliseur RF programmable multi-pente, utilisant une seule inductance, avec son algorithme de contrôle - une boucle de contrôle de gain mixte combinant un détecteur RMS et un détecteur crête - contribution à la réalisation d'un produit récepteur RF multi-canaux, à numérisation directe, compétitif en consommation d'énergie, coût, et performances RF
The Holy Grail radio receiver architecture for Software Radio makes uses of direct RF digitization. The early RF signal digitization theoretically provides maximum re-configurability of the radio front-end to multiple bands and standards, as opposed to analog-extensive front-ends. In addition, in applications for which a large portion of the RF input signal spectrum is required to be received simultaneously, the RF direct digitization architecture could provide the most power-and-cost-effective front-end solution. This is typically the case in centralized architectures, for which a single receiver is used in a multi-user environment (data and video gateways) or in re-multiplexing systems. In these situations, this highly-digitized architecture could dramatically simplify the radio front-end, as it has the potential to replace most of the analog processing. In this Ph.D thesis, we study the trade-offs, from RF to DSP domains, which are being involved in direct RF digitization receivers. The developed system-level framework is applied to the design of a cable multi-channel RF direct digitization receiver. Special focus is provided on the design of an optimum RF signal conditioning, on the specification of time-interleaved analog-to-digital converter impairments, including clock quality, and on some algorithmic aspects (automatic gain control loop, RF front-end amplitude equalization control loop). The two-chip implementation is presented, using BiCMOS and 65nm CMOS processes, together with the block and system-level measurement results. The solution is highly competitive, both in terms of area and RF performance, while it drastically reduces power consumption

Les chaînes de réception de signaux satellitaires de navigation (GNSS), composées d'un récepteur, d'un câble d'antenne et d'une antenne, sont l'outil le plus utilisé lors de comparaisons d'horloges atomiques distantes nécessaires pour le calcul du Temps Atomique International (TAI). L'étalonnage de ces liens de temps, consistant à déterminer leur retard électrique lors de la propagation du signal au travers du système d'acquisition, est nécessaire afin de garantir leur exactitude et leur stabilité long-terme. Deux techniques d'étalonnage sont actuellement recensées : la méthode différentielle et la méthode en absolu. La technique différentielle consiste à comparer l'ensemble de la chaîne de réception à étalonner avec une chaîne de référence dont le retard est connu. Cette dernière circule de laboratoires en laboratoires afin que le BIPM (Bureau International des Poids et Mesures) puisse déterminer le délai interne des équipements opérationnels installés dans les laboratoires visités. La technique d'étalonnage dite en absolu consiste à déterminer indépendamment le retard électrique interne de chaque élément de la chaîne de réception en utilisant des signaux simulés permettant de s'affranchir des bruits liés à la diffusion de signaux satellitaires. Le CNES développe cette technique depuis 2005. Les travaux de cette thèse contribuent au développement et à l'optimisation des méthodes d'étalonnage en absolu de chacun des éléments de la chaîne de réception afin de déterminer le retard global de le la chaîne d'acquisition avec une incertitude inférieure à une nanoseconde. Cette méthode d'étalonnage permet également de caractériser les performances de chacun des composants du système d'acquisition ainsi que la sensibilité thermique et hygrométrique des récepteurs.

A l'instar des compilateurs de la Basse Antiquité, Macrobe a souvent été considéré comme un auteur mineur. On dénombre pourtant plusieurs centaines de manuscrits de ses œuvres au Moyen Âge et une trentaine d'éditions imprimées entre 1472 et 1597. Les chiffres parlent d'eux-mêmes ; Macrobe est présent dans toutes les bibliothèques humanistes. Sa pensée présente une unité et une originalité que l'on ne soupçonnerait pas chez un compilateur. Quelques brillants chapitres sur la fable, l'allégorie, le songe, le style virgilien, suffisent à le rendre indispensable. En effet, ces morceaux choisis entrent en résonance avec les problématiques majeures de la Renaissance relatives au statut du poète, conçu tout à la fois comme philosophe et comme théologien. Macrobe constitue un relais essentiel entre une Antiquité idéalisée et une République des Lettres qui cherche ses racines, et qui trouve dans son œuvre, et selon son propre mot, un " garde-manger " de culture classique
Just like others compilers of Late Antiquity, Macrobius has often been considered as a minor author. Nevertheless, several hundred of manuscripts of his works have been copied in the Middle Ages, and about thirty printed editions have been published between 1472 and 1597. These data are noteworthy ; all humanistic libraries possess Macrobius'works. His thought exhibits an unexpected unity and originality for a compiler. Some brilliant chapters about myth, allegory, dream, virgilian style make him essential. These pieces are actually resonating with the greatest problematics of Renaissance, about poet's status, considered both as a philosopher and a theologian. Macrobius is an essential link between the idealized Antiquity and the Republic of Letters, in search of its roots and finding in his work, as he said, a “meat safe” of classical culture

Ce travail s’inscrit dans un projet consistant à développer un prototype de capteur RF autonome et intelligent permettant la réalisation d’un réseau de capteurs sans fil dans un environnement industriel. Cette thèse traite de l’étude, la conception et la réalisation de la partie radiofréquence de la chaîne d’émission sans fils du capteur RF dans la bande ISM 863-870 MHz en technologie CMOS AMS 0.35µm. Cette chaîne inclut toutes les fonctions depuis l’oscillateur local jusqu’à l’amplificateur de puissance. L’émetteur occupe une surface de 0.22mm² et consomme environ 27mA sous une tension d’alimentation de 3.3V. De nombreux principes innovants ont été mis en œuvre et validés. Tous ces principes peuvent être facilement transposés à d’autres standards de communication et dans d’autres bandes de fréquences. Les résultats de simulations du dessin des masques vérifient complètement les spécifications et confirment les simulations. Une caractérisation expérimentale partielle valide les nouvelles architectures proposées
This work joins in a project consisting in developing prototype of an autonomous and smart RF sensor allowing the realization of a wireless sensor network in an industrial environment. This thesis deals with the study, the design and the realization of the radio-frequency part of the transmitter using the 863-870 MHz ISM band and the CMOS AMS 0.35µm technology. This transmitter includes all the functions from the local oscillator to the power amplifier. The integrated circuit occupies a surface of 0.22mm² and consumes approximately 27mA under a supply voltage of 3.3V. Numerous innovative principles were implemented and validated. All these principles can be easily transposed into other standards of communication and in other frequency bands. The results of the post-layout simulation completely satisfy the specifications and confirm the simulations. Partial experimental characterization validates new architectures proposed

Cette thèse réexamine l’architecture des récepteurs de station sol de télécommunications par satellites (SATCOM) en mettant en oeuvre des briques technologiques innovantes de sous-échantillonnage / numérisation RF et de duplexeur de polarisation numérique (DOMT). Un démonstrateur fonctionnant en Bande X a été étudié et conçu à partir de ces briques technologiques. Le sous-échantillonnage des signaux RF est réalisé grâce à la technologie Track and Hold Amplifier (THA) qui permet d’échantillonner des signaux dont la bande passante couvre plusieurs GHz (DC-13 GHz dans le cadre de ce travail). Une étude expérimentale a été menée pour comparer les performances en termes de dynamiques, de taux de distorsion harmonique et de facteur de bruit d’un THA avec celles d’un mélangeur équivalent. La numérisation du signal FI image basse fréquence du signal RF sous-échantillonné est ensuite assurée par un Convertisseur Analogique Numérique (CAN) haute vitesse. Le DOMT réalisé comporte une jonction tourniquet purement analogique qui permet de canaliser les signaux polarisés reçus. L’unité de traitement numérique du signal du DOMT permet de recombiner les signaux polarisés orthogonalement à partir d’un calibrage numérique. Le fonctionnement en bande X de ce concept innovant de tête de réception numérique est démontré, d’une part, théoriquement à partir d’un modèle mathématique et expérimentalement d’autre part, à travers les caractérisations du démonstrateur conçu. Les résultats obtenus en simulation comme en mesure permettent de valider le concept et d’obtenir un couplage de polarisation croisée de l’ordre de 40dB en bande X
This thesis reconsiders the architecture of ground station receivers of satellite communications (SATCOM) thanks to the implementation of innovative technological components: theRF sub-sampling/digitization and the digital polarization duplexer (DOMT). A demonstrator operating at X-Band has been studied and designed from these technologies. The sub-sampling of the RF signals is performed using Track and Hold Amplifier (THA) technology which allows sampling signals whose bandwidth covers several GHz (DC-13 GHz in the context of this work). An experimental study has been conducted to compare the performances of a THA with those of an equivalent mixer in terms of dynamics, harmonic distortions and noise factor. The digitization of the IF signals, low frequency image of the sub-sampled RF signal, is then ensured by a high-speed Digital Analog Converter (ADC). The realized DOMT is based on the use of a purely analog turnstile junction which separates the polarized received signals. The DOMT digital signal processing unit allows recombination of orthogonally polarized signals from a digital calibration. The proper functioning of this innovative digital RF front-end concept is demonstrated at X band, theoretically from a mathematical model on the one hand and experimentally on the other hand, thanks to the characterizations of the designed demonstrator. The obtained results in both simulation and measurement validate the concept and allows obtaining a cross-polarization coupling around 40dB at X band

Dans cette thèse, les recherches ont été menées à des niveaux d'abstraction différents pour optimiser le fonctionnement du modulateur ΣΔ passe-haut (PH). Une approche « top-down » est adoptée pour atteindre cet objectif. Au niveau de l'architecture du récepteur RF, le nouvellement créé récepteur Fs/2 est sélectionné pour sa grande compatibilité avec modulateur ΣΔ PH comparé aux architectures de réception: zéro-IF et faible-IF. Après avoir défini la topologie du récepteur, l'architecture du modulateur ΣΔ est adressée. Nous proposons une nouvelle architecture du deuxième ordre dont la fonction de transfert du signal est unitaire. Elle est plus avantageuse que d'autres topologies en termes de complexité et de performance. Puisque le modulateur de second ordre est incapable de fournir les performances requises, les structures en cascade ou MASH pour l'opération PH sont explorées. La topologie GMSCL (Generalized Multi-Stage Closed Loop) est choisie et une technique récemment proposée est appliquée pour linéariser le CNA de retour. En plus, cette technique augmente la plage dynamique du convertisseur. Ensuite, après une analyse comparative approfondie, le meilleur filtre HP est choisie pour ce modulateur. Il a les avantages d'avoir une basse consommation, une superficie réduite et un bruit moins important. Enfin, l'architecture GMSCL PH proposée est validée en CMOS 65nm. Les applications visées sont l'UMTS avec 3. 84MHz bande de conversion à 80 dB de la plage dynamique et WiMAX avec 25MHz de bande passante à 52dB de dynamique
In this thesis, research has been carried out at various abstraction levels to optimize the High Pass(HP) ∆Σ modulator operation. A top-down approach is adopted to achieve this objective. Beginning with the RF receiver architecture, the newly created Fs/2 receiver is selected for its enhanced compatibility with HP ∆Σ modulator as compared to other state of the art receiver architectures namely zero-IF and low-IF receivers. After the receiver topology, the next level of design i-e ∆Σ modulator architecture is addressed. We propose a new second-order unity-STF architecture which is advantageous over other topologies in terms of complexity and performance. Since the second-order modulator is unable to provide the required performance, the cascaded or MASH structures for HP operation are explored. GMSCL(Generalized Multi-Stage Closed Loop) topology is chosen and a recently proposed technique is applied to linearise the feedback DAC. This technique eliminates the need of Dynamic Element Matching (DEM) and increases the dynamic range of the converter as well. Next, after a thorough comparative analysis, the best HP filter is chosen for this modulator. It has reduced power consumption, surface area and noise. Finally the proposed GMSCL HP architecture is validated in 65nm CMOS process. Much attention is given to the design of operational transconductance amplifier since it is the major building block of high pass filters and is the most power consuming element. The target applications are UMTS with 3. 84MHz conversion band at 80dB dynamic range and WiMAX with 25MHz bandwidth at 52dB dynamic range

Nous choisissons d’aborder la question de la construction de l’espace public européen à partir de son espace médiatique afin d’enrichir le champ de la recherche sur l’information en continu et ce en écho aux précédents travaux portant principalement sur les acteurs et les logiques de production de ce type d’information. D’autant plus que la recherche sur le rôle des médias dans la construction d’un espace public européen s’est très souvent cantonnée aux frontières nationales des Etats membres, négligeant la dimension de communication transnationale, à savoir celle véhiculée par les médias transnationaux. Ceux-là même qui sont le maillon entre les sphères publiques segmentées par Etat membre. A l’ère des multiples mutations qui redessinent l’image de l’Europe du XXIe siècle, convoquer le concept d’espace public dans nos sociétés modernes nous amène à nous interroger à la fois sur le rôle individuel du citoyen dans la construction d’un espace public européen et aussi de la position d’un média transnational dans l’enrichissement ou l’affaiblissement de l’espace public européen. Nous choisissons pour cela d’étudier les aspects liés à la réception télévisuelle d’Euronews, chaîne d’information transnationale à perspective européenne, à partir de l’expression du citoyen/téléspectateur dans l’espace public. Un sujet qui revient se positionner au-devant de la scène de la recherche académique et scientifique en Sciences de l’information et de la communication à l’échelle européenne et internationale et s’inscrit dans la continuité des recherches sur l’espace public
In the era of profound geopolitical, cultural and social changes that actually redraw the image of Europe, the close concerning of public space’s concept in modern societies lead us to question both the individual role of the citizen in building a European public sphere, and also the position of a transnational media in the enrichment or weakening of the European public sphere.In this context, and in order to validate or controversy this statement, we choose to study the reception of Euronews, a transnational information channel with a european perspective which is based on citizen’s / viewer’s expression in the public sphere. This specific research comes to position itself in front of the scene of academic and scientific researches in Information and Communication studies

Ce mémoire s'intéresse à la réception critique de Né à Québec, première œuvre d'Alain Grandbois et aux relectures de ce récit à travers le temps. Cette étude a pour point de départ le paradoxe entre le futur prometteur de l'œuvre que laissait augurer la réception initiale et le rôle bien secondaire que joue désormais Né à Québec dans l'histoire de la littérature québécoise. Le mémoire est divisé en trois chapitres structurés chronologiquement et couvre la réception de l'œuvre de sa publication en 1933 jusqu'à nos jours. Le premier chapitre se penche sur le contexte de réception initial ainsi que sur l'élaboration d'un discours critique dominant sur Né à Québec. Cette partie de l'étude a aussi pour but de rappeler les conclusions de Marcel Fortin sur la réception immédiate de l'œuvre en question telles que décrites dans son ouvrage Histoire d'une célébration, publié il y a maintenant plus de vingt ans. Ce rappel est primordial afin de bien comprendre comment la pensée critique a évolué au-delà de la décennie 1930. À noter que l'analyse présente dans ce mémoire offre une perspective différente que celle de Fortin sur les commentaires de cette période puisqu'elle s'organise autour de concepts théoriques nouveaux, en particulier la notion de stéréotype telle que définie par Jean-Louis Dufays. Les deux autres chapitres traitent de textes critiques sur Né à Québec qui n'ont jamais dans le passé été directement le sujet d'une étude de réception. Tout au long de cette étude, le discours sur l'œuvre de Grandbois est décrit, analysé et comparé afin de comprendre comment ce récit historique en est venu à être aujourd'hui délaissé par le public et les littérateurs du Québec et d'ailleurs.

La présente thèse se donne pour objectif de saisir les enjeux identitaires déployés autour de la réception de la chaîne satellitaire RTP Internacional (RTPi) par la population d’origine portugaise d’Ile-de-France. Confrontée aux assignations des pays d’origine et d’accueil, l’expérience migratoire suscite une pluralité d’inscriptions symboliques et médiatiques. Imbriquées les unes dans les autres, ces propositions de sens, ces invitations à partager des mondes sociaux imaginaires, esquissent différentes figures idéelles du public et les jeux de langage qui vont avec. Quel que soit leur statut socioculturel, les téléspectateurs migrants en sont plus ou moins conscients. Ils ont appris à composer avec l’enchevêtrement des territoires et la labilité des contextes. Notre recherche se propose d’articuler le niveau microsociologique de la réception avec la question plus générale des publics et des appartenances, l’univers médiatique avec le monde social, les pratiques quotidiennes avec l’imaginaire collectif, la sphère privée avec la sphère publique. Au travers d’une approche interactionniste qui tient à la fois compte de l’analyse des médias, d’autres expériences culturelles et des représentations politiques, il s’agit de rompre avec une posture médiacentrique au profit d’une analyse compréhensive aussi bien des contextes sociohistoriques de circulation du sens social que de pratiques quotidiennes des acteurs. Ce parcours nous conduira, à tour de rôle, à la rencontre des représentations associées à l’identité nationale portugaise, à l’histoire de l’immigration en France, aux émissions radiophoniques de l’ORTF pour les travailleurs étrangers (1966-1992), à l’évolution du paysage audiovisuel lusitanien (1957-2005), à l’analyse du discours de RTPi (en fonction des différents genres télévisuels), à l’observation des dynamiques familiales et des récits de vie qui jalonnent l’expérience spectatorielle de soixante Portugais de la première et de la deuxième génération.

Ce manuscrit présente une étude de la susceptibilité d’un amplificateur faible bruit (LNA)AsGa aux agressions électromagnétiques de forte puissance. La notion d’agressionélectromagnétique de forte puissance définit, du point de vue de la CEM, un environnementélectromagnétique particulier où les niveaux de champ électromagnétique sont tels qu’ilspeuvent engendrer une dégradation physique des composants électroniques du systèmevictime. Ces champs peuvent être générés par des systèmes particuliers appelés AED EM(arme à énergie dirigée électromagnétique).Cette étude s’intéresse ainsi non seulement à l’explication des effets physiques observés surles composants cibles, mais également à l’influence des paramètres de la sourceélectromagnétique sur la susceptibilité du composant.Cette thèse a été encadrée par les équipes du laboratoire IMS de l’université de Bordeauxd’une part, et du CEA Gramat d’autre part
In this PhD thesis dissertation, a study of a GaAs low-noise amplifier (LNA) susceptibility tohigh power electromagnetic interference is presented.The term high power electromagnetic interference refers to a particular electromagneticenvironment in which E-field and H-field levels are high enough to cause physical damage tothe victim’s system electronic components.Such high level fields can be generated by dedicated systems, called electromagneticdirected energy weapons (DEW).The study presented in this document focuses not only on explaining failure mechanismstriggered by such interference, but also shows discussion on electromagnetic sourcesparameters trimming influence on component’s susceptibility

Cette thèse décrit la théorie, la réalisation et l’intégration de convertisseurs analogiques numériques (A/N) sigma-delta () à temps continu dans une chaîne de réception homodyne GSM/EDGE. Dans cette étude, il est démontré que l’architecture à temps continu est sensible aux variations de procédé et de température. L’utilisation de transistor MOS et de capacité d’oxyde permet de minimiser les variations de la constante de temps d’intégrateur gmC en dépit des dispersions des composants des technologies CMOS et BiCMOS. De plus, l’introduction d’une nouvelle technique de compensation en température de la mobilité des trous ou des électrons dans le canal des transistors MOS permet de s’affranchir des variations en températures. L’association de ces deux techniques a permis de concevoir un convertisseur A/N ΣΔ à temps continu robuste et ne nécessitant pas de calibration des constantes de temps du filtre de boucle. Les convertisseurs A/N I et Q ont chacun une dynamique de 85. 5dB dans une bande passante de 135kHz. La consommation globale des convertisseurs I et Q et du circuit de polarisation est de 2. 9mA sous 2. 7V. La sensibilité mesurée de la chaîne de réception dans la bande GSM900 est de –109dBm et de –108dBm pour les bandes GSM1800/1900. Ces mesures valident notre approche dans une application réelle et démontrent qu’il est possible d’intégrer efficacement la conversion A/N dans le circuit RF. Enfin, une analyse théorique et expérimentale démontre que l’écart type des instabilités temporelles de l’horloge du convertisseur N/A de contre-réaction de -6psRMS limite les performances actuelles du convertisseur A/N ΣΔ à temps continu.

L'amélioration constante des circuits de réception radio-fréquence oblige les industriels et les laboratoires de recherche à repousser toujours plus loin les limites de sensibilité au bruit. Après de nombreuses années où les plus importantes améliorations des performances en bruit étaient le fait de nouvelles technologies toujours "moins bruyantes", les architectures différentielles apportent de nouvelles perspectives. Déjà largement répandues dans le domaine des basses fréquences elles sont de plus en plus courantes aux fréquences HF et millimétriques. Cette thèse a pour objet d'étudier ces circuits et d'offrir de nouvelles pistes pour la définition de paramètres de bruit ainsi qu'une méthodologie de mesure de ces performances en bruit. Les différentes études analytiques sont effectuées en utilisant les modes mixtes, les ondes de bruit, les théorie de chaînage de composants RF. Les résultats sont validés par des simulations et par des mesures
The constant improvement of the radio-frequency receivers require industrial and research laboratories to improve the limits of noise sensitivity. After many years where noiseless technology brings the most important improvements, differentials architectures open new prospective. Already widespread in the low-frequencies, differentials architectures are increasingly used in RF and millimetre frequencies applications. This thesis study differentials circuits and provide new tracks for the definitions of noise parameters and measurement methodology. The analytical studies are performed using mixed mode, noise waves, chaining theory of RF components. The results are validated by simulations and measurements

Avec le développement de nombreux systèmes de navigation, la nécessité de partager efficacement la bande spectrale allouée aux nombreux signaux de ces futurs systèmes est apparue. Dans ce souci, la sous-modulation BOC a été retenue pour un grand nombre de signaux GNSS. Cette sous-modulation présente non seulement de très bonnes propriétés en terme de séparation spectrale, mais apporte aussi une meilleure précision et une robustesse accrue vis à vis des multitrajets. Néanmoins, l'utilisation de cette sous-modulation BOC rend l'acquisition des signaux plus complexe. Ce travail de thèse concerne l'optimisation d'une chaîne de réception de signaux BOC, et des signaux composites dérivés du BOC. Nous avons analysé les problèmes que pose l'utilisation de cette modulation lors de l'acquisition du signal, celle-ci étant rendue ambiguë. Plusieurs algorithmes résolvant ce problème d'ambiguïté ont été évalué. Les résultats ont été validés grâce à un simulateur de récepteur. Ensuite, l'étude s'est focalisée sur l'acquisition des signaux BOC en présence de multitrajets. Après une analyse approfondie de l'impact des multitrajets sur le traitement des signaux BOC, une étude visant à obtenir une forme optimisée du discriminateur de boucle de code a été menée. Utilisant au mieux les caractéristiques des signaux BOC, ce discriminateur a été recherché sous la contrainte de lutter le plus efficacement possible contre les multitrajets sans pour autant dégrader la robustesse face au bruit. Une autre méthode originale de réduction de l'erreur due aux multitrajets basée sur un concept différent a été proposée et analysée. Cette méthode très simple affiche de très bonnes performances.

The continuous improvement of both speed and density of digital circuits in CMOS technologies makes it attractive to push most of the chip functionality from the RF and analog domain to the digital domain. In an RF receiver, this means to push the Analog-to-Digital Converter (ADC) near the antenna to achieve what is commonly known as Software Defined Radio (SDR). In SDR receivers, most of the analog blocks such as the down-conversion mixer and the channel selection filter are moved to the digital domain. In this case, most of the signal processing is done in the flexible and programmable digital domain. One of the main challenges in implementing an SDR receiver is the stringent ADC requirements. The ADC must have a large bandwidth and a high dynamic range to be able to deal with the targeted RF band in the presence of strong out-of-band blockers. A promising technique to achieve these ADC specifications is to use a bandpass LC Sigma-Delta ADC with an RF center frequency.

Dans la prochaine décennie, la navigation par satellites connaîtra un essor fulgurant avec l’arrivée des européens et des chinois, qui entreront en compétition avec les systèmes de positionnement américain et russe existants. Les récepteurs GNSS devront dès lors s’adapter à une multitude de signaux situés à des fréquences différentes. Pour ce faire, la technique classique consiste en l’ajout d’une tête de réception pour chaque signal GNSS à capturer. Toutefois, cette approche devient rapidement complexe et coûteuse pour un récepteur multifréquences. Pour pallier ces problèmes, une approche nouvelle et élégante est d’échantillonner tous les signaux simultanément et de les traiter numériquement par la suite. Cette technique est connue sous le nom d’échantillonnage direct RF. Ce mémoire vise la mise en oeuvre en temps réel ainsi que l’évaluation des performances d’une tête de réception à échantillonnage direct RF pour les signaux de radionavigation par satellites. Pour ce faire une chaîne de traitement du signal RF et numérique est conçue en tenant compte de différentes contraintes, notamment au niveau de la gigue de phase. L’étude théorique prédit qu’elle ne doit pas dépasser 1.159 ps pour que son effet soit négligeable pour un récepteur GNSS. Le prototype réalisé se concentre sur le signal GPS L1 C/A tout en conservant le maximum de flexibilité pour les travaux ultérieurs sur toute la bande GNSS. La chaîne de traitement du signal RF conçue permet une amplification d’environ 100 dB de toute la bande GNSS et possède une figure de bruit de 1.52 dB. Pour le prototype de tête de réception du signal GPS L1 C/A, des filtres RF limitent la capture du signal à une bande d’environ 25 MHz autour de la fréquence L1. Le convertisseur analogique-numérique AT84AS004 de la compagnie Atmel est utilisé et est configuré pour échantillonner les signaux sur 7 bits à une cadence de 300 MHz. Ces derniers sont transmis à un FPGA de type Virtex-4 FX12 qui effectue le traitement du signal numérique. La chaîne de traitement dans le FPGA est composée d’une conversion numérique en fréquence polyphase ainsi que d’une décimation polyphase de facteur 5 utilisant un filtre FIR du 50e ordre. La tête de réception conçue est par la suite connectée au récepteur RxGNSS conçu au LACIME. Les performances de cette tête de réception sont similaire, voire meilleures, à celles de la tête de réception superhétérodyne classique du RxGNSS. En effet, on note une diminution d’environ 20% du bruit sur l’erreur résiduelle de la pseudo-distance et de la phase de la porteuse GPS L1 C/A. Les mesures de l’effet de la gigue de phase sur la tête de réception conçue montrent que cette gigue n’a aucun effet sur les performances du RxGNSS à condition qu’elle soit inférieure à environ 5 ps. Une gigue de phase supérieure cause une diminution du C/N0, ce qui entraîne une augmentation du bruit sur les mesures de pseudo-distance et ainsi qu’une perte de sensibilité et de précision du récepteur.

Le travail présenté ici s'inscrit dans la perspective du développement de modules électroniques à très faible coût et à très faible consommation pour les réseaux de capteurs sans fils (WSN). Il traite de la conception et du test d'une chaîne de réception RF compatible avec la norme IEEE 802.15.4 pour la bande ISM 2.4GHz. L'interface RF objet de notre étude inclue toutes les fonctions depuis l'antenne jusqu'au 1er étage du filtre analogique en bande de base, à partir duquel le gain devient suffisant pour masquer le bruit introduit par le reste de la chaîne de réception. Ce mémoire articulé autour de quatre chapitres, décrit toutes les étapes depuis la définition des spécifications de la chaîne de réception jusqu'à la présentation de ses performances, en passant par l'étude de son architecture et la conception de ses différents étages. Suite à l'étude de l'impact des interféreurs IEEE 802.15.4 et IEEE 802.11b présents dans la bande ISM 2.4GHz, une architecture utilisant une fréquence intermédiaire de 6MHz a été retenue. En outre, pour pouvoir répondre aux spécifications fixées, cette architecture est composée de plusieurs étages innovants ou originaux tels qu'un balun intégré trois accès, un amplificateur faible bruit sans inductance, un mélangeur passif piloté par un signal local (OL) à très faible rapport cyclique ainsi qu'un filtre bande de base optimisé en bruit et en linéarité. Intégré dans une technologie CMOS 90nm, ce récepteur occupe une surface de 0.07mm², ou 0.23mm² en incluant le balun intégré, qui représente une réduction de 70% par rapport à l'état de l'art des puces compatibles avec le standard IEEE 802.15.4. En prenant en compte la consommation dynamique de toute la chaîne de mise en forme du signal OL, la tête de réception précédemment décrite consomme seulement 4mA sous une tension d'alimentation de 1.35V. Enfin, en incluant le balun intégré, le gain est de 35dBv/dBm, le facteur de bruit de 7.5dB, l'IIP3 de -10dBm et la réjection d'image supérie ure à 32dB. Ces performances placent ce récepteur parmi les récepteurs RF les plus performants pour cette application. Les nombreux principes mis en Suvre sont par ailleurs transposables à d'autres bandes de fréquences et à d'autres standards de communication.

Avec l’arrivée des systèmes radio mobiles de troisième et de quatrième génération, les standards de communications ont tendance à occuper plus de bande pour pouvoir assurer des services de voix, de données et de multimédia. Dans ce contexte, la tendance est d’intégrer les fonctions radio et bandes de base sur le même substrat en technologie CMOS afin de réduire la surface et le coût de fabrication des terminaux sans fils. L’évolution de la technologie CMOS et la miniaturisation des transistors rendent la conception analogique de plus en plus difficile, de nouveaux effets parasites apparaissent, des contraintes surgissent avec la diminution des tensions d’alimentation et le bruit des circuits numériques de plus en plus denses augmente également. Récemment, de nouvelles solutions de réception radio dites « échantillonnées » sont apparues, elles consistent à échantillonner directement le signal RF et le traiter par des capacités commutées. Le but de ce travail est de répondre à la question de portabilité de la solution échantillonnée, en étudiant l’impact des effets parasites sur les performances radio de la solution. Ainsi, les critères de portabilité qui sont considérés sont la reconfigurabilité, l’immunité aux effets parasites, l’adaptation à la baisse des tensions d’alimentation, la surface, la consommation et la facilité de conception. Afin d’affronter réellement les problématiques de portabilité, un portage d’une chaîne de réception échantillonnée WiFi/WiMAX de CMOS 65 à 45nm a été réalisé. Les résultats de mesures montrent une confiance vis-à-vis des performances de la solution étudiée et constituent un premier élément de réponse concret à la question de portabilité
Due to the development of the third and fourth generation of mobile radio systems, the communication standards will occupy more bandwidth to insure voice, data and multimedia services. In such context, the trend in radio engineering is to integrate all radio and baseband functions on the same die using CMOS process in order to reduce both area and cost of wireless terminals. The evolution of the CMOS process and the miniaturization of the MOS transistors have made analog design more and more complex, new parasitic effects rise, additional dynamic range constraints due to supply voltage scaling pop up and also noise coming from the more growing digital circuits increases. Recently, new type of radio receive solutions has appeared, in such receivers the RF signal is directly sampled and then processed using only switched-capacitor elements. The purpose of the present PhD thesis work is to quantify the scalability of the sampled radio receive architecture, by studying the impact of the parasitic effects on the radio performance of the solution. The scalability benchmarks that were considered in this work are the reconfigurability, immunity to parasitic effects, adaptation to supply voltage scaling, area, power consumption and ease of designing. In order to face real scalability issues, a porting of an existing sampled radio receive architecture from CMOS 65 to 45nm has been realized. The measured performance of the designed circuit has shown good performance and has brought a first element of answer to the scalability issue of the sampled architecture

Avec l'arrivée des systèmes radio mobiles de troisième et de quatrième génération, les standards de communications ont tendance à occuper plus de bande pour pouvoir assurer des services de voix, de données et de multimédia. En parallèle, le terminal mobile doit être reconfigurable pour couvrir à la fois le service cellulaire et la connectivité de données. Dans ce contexte, la tendance est d'intégrer les fonctions radio et bandes de base sur le même substrat en utilisant la technologie CMOS afin de réduire la surface, le coût de fabrication et la consommation des terminaux sans fils. Récemment, de nouvelles architectures de réception radio dites " échantillonnées " sont apparues (TexasInstruments, STMicroelectronics, UCLA). Dans ce cas, l'échantillonnage est fait directement sur le signal RF et la majorité du traitement de signal se fait en temps-discret par des capacités commutées. L'évolution de la technologie CMOS et la miniaturisation des transistors rendent la conception analogique de plus en plus difficile (capacités parasites, bruit, linéarité, etc.). De nouveaux effets parasites apparaissent comme la fuite de grille qui inquiète désormais les technologues et les concepteurs de circuits. D'un autre côté, des contraintes de dynamique surgissent avec la diminution des tensions d'alimentation et le bruit des circuits numériques de plus en plus denses augmente considérablement. Le but de ce travail de thèse est de répondre à la question de la portabilité de la solution échantillonnée, en étudiant l'impact des différents effets parasites cités précédemment sur les performances radio de la solution. Ainsi, les critères de portabilité qui sont considérés sont la reconfigurabilité, l'immunité aux effets parasites, l'adaptation à la baisse des tensions d'alimentation, la surface, la consommation et la facilité de conception. Ce travail de thèse a été basé sur des études théoriques et sur des simulations d'une solution échantillonnée de réception radio. Afin d'affronter réellement les problématiques de portabilité, un portage d'une chaîne de réception échantillonnée Wi-Fi/WiMAX de CMOS 65nm à 45nm a été réalisé. Les résultats de mesures obtenus sur ce circuit donnent une grande confiance vis-à-vis des performances radio de la solution échantillonnée et constituent un premier élément de réponse concret à la question de portabilité étudiée.

En dehors des applications à haut débit, l'Ultra Large Bande (ULB) offre également un potentiel important pour des applications plus bas débit dont la principale contrainte est la consommation. La thèse présente la réalisation de fonctions critiques du front-end RF d'une architecture de réception ULB innovante dédiée à ces applications. Dans un premier temps, le contexte général associé à l'ULB et les différents types de récepteur de signaux impulsionnels sont présentés. Deux points bloquants sont mis en évidence: la consommation élevée des étages de gain et la difficulté d'atteindre une bonne résolution temporelle à faible coût. Aussi le premier axe de travail a consisté à réaliser un LNA faible consommation basé sur une solution d'amplification adaptée à la forme du signal. Dans un deuxième temps nous avons proposé une nouvelle architecture de récepteur ULB à base de super-régénération. Les résultats de mesures du circuit réalisé en technologie CMOS O,13flm valident le concept
Except high data rate applications, Ultra Wide Band (UWB) shows potential great interest for low date rate systems, in which, major constraints rely on power consumption. This thesis presents the development of critical blocs for RF receiver front end of an innovative architecture dedicated to the latter applications. First, the general context of UWB, and several pulse signal receivers are reminded. Two critical points are highlighted: the excessive power consumption of the gain stages and the difficulty to achieve precise resolution in time do main while keeping low cost devices. Thus, first work objective consisted in the development of low power LNA based on matched amplification to the signal shape. Then, we proposed a novel UWB receiver architecture based on super-regeneration. Measurements results of the chip fabricated in 0,13 flm CMOS process validate the concept

Les travaux présentés dans ce mémoire s'inscrivent dans la thématique de la transmission d'énergie sans fil, appliquée à l'alimentation à distance de capteurs, de réseaux de capteurs et d'actionneurs à faible consommation. Cette étude porte sur la conception,l'optimisation, la réalisation et la mesure de circuits Rectennas (Rectifying antennas)compacts, à faible coût et à haut rendement de conversion RF-DC.Un outil d'analyse globale, basé sur la méthode des Différences Finies dans le Domaine Temporel (FDTD), a été développé et utilisé pour prédire avec précision la sortie DC des rectennas étudiées. Les résultats numériques obtenus se sont avérés plus précis et plus complets que ceux de simulations à base d'outils commerciaux. La diode Schottky a été rigoureusement modélisée, en tenant compte de ses éléments parasites et de son boîtier SOT23, et introduite dans le calcul itératif FDTD.Trois rectennas innovantes, en technologie micro-ruban, ont été développées,optimisées et caractérisées expérimentalement. Elles fonctionnent à 2.45 GHz et elles ne contiennent ni filtre d'entrée HF ni vias de retour à la masse. Des rendements supérieurs à 80% ont pu être mesurés avec une densité surfacique de puissance de l'ordre de 0.21 mW/cm²(E = 28 V/m). Une tension DC de 3.1 V a été mesurée aux bornes d'une charge optimale de1.05 k_, lorsque le niveau du champ électrique est égal à 34 V/m (0.31 mW/cm²).Des réseaux de rectennas connectées en série et en parallèle ont été développés. Les tensions et les puissances DC ont été doublées et quadruplées à l'aide de deux et de quatre éléments, respectivement.

L'introduction des technologies MEMS ("Micro Electro Mechanical Systems") dans les modules hyperfréquences répond au besoin croissant en systèmes de communications intégrables, reconfigurables et présentant d'excellentes performances électriques jusqu'aux fréquences millimétriques. Le développement de nouvelles architectures intelligentes jusque là inaccessibles aux technologies traditionnelles est également envisageable grâce à ces composants. Cela dit, la conception multi-physique de ces circuits alliant des aspects électrostatiques, mécaniques et électromagnétiques reste difficile à mettre en œuvre et complique leur optimisation. De plus, peu de recherches se sont focalisées sur la tenue en puissance de ces composants, pourtant primordiale pour envisager leur intégration dans des chaînes d'émission radio fréquences. Nos travaux de thèse ont porté sur la conception et la caractérisation de micro-interrupteurs MEMS de puissance et de circuits hyperfréquences les intégrant et opérant en bande X (10GHz). Le premier chapitre présente une méthodologie multi-physique de conception de commutateurs MEMS RF électrostatiques à contact capacitif réalisés au Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes. Cette méthodologie, associée à une topologie optimale de micro-commutateurs, a permis un prototypage efficace de commutateurs MEMS et a été validée expérimentalement grâce à des structures montrant d'excellentes performances hyperfréquences. Le second chapitre s'intéresse à l'optimisation en puissance de commutateurs MEMS RF. Nous avons développé une méthodologie de prédiction de la puissance maximale de fonctionnement pour ces composants. Cette méthodologie a été ensuite utilisée pour l'optimisation en puissance du commutateur développé dans le chapitre 1. Un dimensionnement ainsi que l'ensemble des résultats de simulations sont présentés et validés expérimentalement. Enfin le dernier chapitre présente la mise en application des méthodologies décrites aux deux premiers chapitres pour la conception d'un circuit de commutation de puissance large bande 6-18 GHz basé sur des topologies série et parallèle d'interrupteurs MEMS. Les structures ont ainsi été optimisées, fabriquées et mesurées. Elles présentent d'excellentes performances RF sur une large gamme de fréquence
MEMS ("Micro Electro Mechanical Systems") technologies have been successfully introduced in the past decade in order to develop smart micro-systems exhibiting high integration level, new functionalities such as reconfigurability (to switch over different standards) or self repairing ability, and high electrical performances up to millimeterwave frequencies. Moreover, new system architectures can be implemented thanks to these devices, which demonstrate the potentialities of MEMS technologies in future wireless systems. In the meantime, their multi-physic design dealing with electrostatic, mechanical and electromagnetical concerns, translates into a long and complex optimization of the MEMS-based circuits slowing their industrial use. Moreover, few studies are available on the power handling capabilities of these components, which is the key parameter to improve their integration into front-end networks. Our work, made in LAAS-CNRS, concentrates on the design and characterisation of power RF-MEMS switches and their integration into a broadband single pole double throw circuit, for front-end duplexer operating in X band. The first chapter will be dedicated to a multi-physic design methodology for capacitive electrostaticaly actuated RF-MEMS switches design. This methodology, associated with an optimized topology, enables an efficient development of MEMS components and circuits. Demonstrators have been measured and demonstrate outstanding RF performances which validate the proposed methodology. The second part of this work points out the power optimization of RF MEMS switches. A power handling prediction methodology has been proposed and used to optimize the switch described in the first chapter. Simulations have been confirmed by measurements which validate our prediction method. The measured RF MEMS power handling demonstrates the ability of this technology to be used in front-end circuits and systems. Finally, the third chapter deals with an application using the methodologies described above: a broadband (6-18 GHz) power switching circuit for front-end duplexer. This circuit has been optimized, realized and characterized and exhibits state of the art microwave and power performances over a broad frequency band

L'introduction des technologies MEMS ("Micro Electro Mechanical Systems") dans les modules hyperfréquences répond au besoin croissant en systèmes de communications intégrables, reconfigurables et présentant d'excellentes performances électriques jusqu'aux fréquences millimétriques. Le développement de nouvelles architectures intelligentes jusque là inaccessibles aux technologies traditionnelles est également envisageable grâce à ces composants. Cela dit, la conception multi-physique de ces circuits alliant des aspects électrostatiques, mécaniques et électromagnétiques reste difficile à mettre en Suvre et complique leur optimisation. De plus, peu de recherches se sont focalisées sur la tenue en puissance de ces composants, pourtant primordiale pour envisager leur intégration dans des chaînes d'émission radio fréquences. Nos travaux de thèse ont porté sur la conception et la caractérisation de micro-interrupteurs MEMS de puissance et de circuits hyperfréquences les intégrant et opérant en bande X (10GHz). Le premier chapitre présente une méthodologie multi-physique de conception de commutateurs MEMS RF électrostatiques à contact capacitif réalisés au Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes. Cette méthodologie, associée à une topologie optimale de micro-commutateurs, a permis un prototypage efficace de commutateurs MEMS et a été validée expérimentalement grâce à des structures montrant d'excellentes performances hyperfréquences. Le second chapitre s'intéresse à l'optimisation en puissance de commutateurs MEMS RF. Nous avons développé une méthodologie de prédiction de la puissance maximale de fonctionnement pour ces composants. Cette méthodologie a été ensuite utilisée pour loptimisation en puissance du commutateur développé dans le chapitre 1. Un dimensionnement ainsi que lensemble des résultats de simulations sont présentés et validés expérimentalement. Enfin le dernier chapitre présente la mise en application des méthodologies décrites aux deux premi ers chapitres pour la conception d'un circuit de commutation de puissance large bande 6-18 GHz basé sur des topologies série et parallèle d'interrupteurs MEMS. Les structures ont ainsi été optimisées, fabriquées et mesurées. Elles présentent dexcellentes performances RF sur une large gamme de fréquence.

Dans le cadre des systèmes de communications radio mobiles de la 4ème génération, on s'est intéressé aux systèmes combinant les techniques d'étalement par les codes et de transmission à porteuses multiples.
La thèse consiste à étudier en premier lieu les performances des différents types de combinaisons de l'OFDM et du CDMA, appelées sous le nom générique « OFDM-CDMA », dans un environnement parfaitement synchronisé dans une liaison descendante avec les mêmes conditions de transmission : charge du système, constellation, rendement du codage.
Une fois la comparaison des différents systèmes établie dans un contexte parfaitement synchronisé, on traitera le problème des imperfections de transmission : erreurs des synchronisation, imperfections Radio Fréquences (RF), estimation du canal, effet Doppler.
Les différents types d'erreurs de synchronisation étudiés dans le manuscrit sont la synchronisation de la fenêtre temporelle, la synchronisation des fréquences porteuse, et d'échantillonnage.
Les imperfections RF étudiées consistent en le bruit de phase et la gigue d'horloge.
Les sensibilités de l'OFDM-CDMA à ces erreurs sont évaluées en fonction du Rapport Signal à Interférence plus Bruit (RSIB) en sortie du détecteur en tenant compte de l'orthogonalité entre les codes d'étalement.
Finalement, on s'intéresse à évaluer les performances de ces systèmes en terme du Taux d'Erreur Binaire (TEB) en sortie du décodeur et à faire le lien entre le RSIB en sortie du détecteur et le TEB en sortie du décodeur.
En conclusion de ce travail, on peut tirer des limites tolérées sur les imperfections de transmission de ces systèmes ainsi qu'une comparaison entre leurs performances.

Les nouveaux besoins en communications sans fil pussent le développement de systèmes de transmission RF en termes the reconfigurabilité, multistandard et à basse consommation. Cette thèse propose d'une nouvelle architecture de réception capable d'adresser ces aspects. Le sous échantillonnage est appliquée et permet d'exploiter et certain nombre d'avantages liées au traitement du signal à Temps Discret, notamment le filtrage et la décimation, permettant de relâcher les contraintes liées aux ADCs en maintenant des caractéristiques multistandard et de reconfigurabilité. Un simulateur large bande développé et une nouvelle méthode ce conception système permettent répondre à des limitations au niveau système comme le repliement spectral, séparer les différentes contributions dans la dégradation du SNDR, séparer les différentes contraintes des blocs pour la définition d'un plan de fréquence et the filtrage optimaux. L'architecture à sous échantillonnage proposée dans la thèse est résultat d'une comparaison quantitative des différentes architectures à sous échantillonnage, tout en appliquant la méthode et l'outil de conception système développés; et représente le meilleur compromis entre la consommation électrique et l'agilité, dans le contexte voulu. Le bloc de filtrage à temps discret est identifié comme étant critique. Des effets come les capacités parasites, l'imparité entre les capacités, le bruit du commutateur, le gain finit de Ampli OP, sont évalués à travers d'une simulation comportementale en VHDL-AMS. On observe la robustesse des circuits orientés temps discret par rapport les contraintes des nouvelles technologies intégrés. Finalement, le système est spécifié en termes de bruit de phase, qui peuvent représenter jusqu'à 30% de la consommation en puissance. Dans ce but, une nouvelle méthode numérique est proposée pour évaluer le rapport signal sur distorsion due au jitter SDjR dans le processus de sous échantillonnage. En plus, une conclusion non intuitive est survenue de cette étude, où on que réduire la fréquence d'échantillonnage n'augmente pas les contraintes en termes de jitter pour le système. L'architecture proposée issue de cette étude est sujet d'un développement circuit pour la validation du concept.

Dans les années à venir les systèmes de téléphonie de quatrième génération devront assurer une convergence des différents réseaux pour offrir une multitude de services et d'applications de façon transparente pour l'utilisateur. Cette convergence impose des contraintes sévères sur le développement des terminaux qui devront être multi-modes, multi-bandes et multi-standards. Une des solutions pour y parvenir est de développer des récepteurs de signaux RF dont la numérisation est réalisée le plus près possible de l'antenne. C'est une approche de la radio logicielle qui est particulièrement intéressante pour les opérateurs de télécommunication puisque les fonctions implémentées de façon digitale sont beaucoup plus adaptées à la reconfiguration que les fonctions analogiques. Le point clé de la numérisation réside dans l'échantillonnage du signal. Les dégradations apportées par cette étape (jitter, bande passante, non-linéarité) ne permettent pas actuellement de remplir les cahiers des charges des systèmes actuels. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est donc d'étudier les différentes techniques d'échantillonnage des signaux radio dans un récepteur et d'analyser l'influence que pouvaient avoir les MEMS (MicroElectroMechanical System) sur l'architecture du terminal. Plus précisément, la solution de filtrage avec les filtres MEMS dans un récepteur échantillonné a été examinée par rapport à la solution actuelle de filtrage externe. Ces études ont également évalué les différentes solutions architecturales qui permettent de réduire les contraintes de l'échantillonneur. Cette première étape a permis d'établir une comparaison quantitative entre ces différentes solutions en termes du facteur de bruit et du besoin de filtrage et s'est conclue par l'identification d'une solution architecturale et par l'élaboration des cahiers des charges relatifs aux blocs critiques dans le récepteur. Afin de vérifier l'architecture proposée, un modèle de système a été développé et un prototype à signaux mixtes pour un filtre échantillonné à une fréquence intermédiaire élevée a été réalisé en technologie CMOS 65 nm
The future development of 4G system of wireless telephony must assure the compatibility of different networks and protocols in arder to offer users universal services and applications with seamless transitions. This compatibility imposes future terminais to be multi-mode, multi-ban and multi-standard. One solution being actively pursued at present is to develop a receiver which digitize signais as close to the antenna a possible. The approach, also known as Software Defined Radio (SOR), is particularly appealing to telephone operators given that it is much easier to reconfigure a network in a digital domain than in an analogue domain. The critical point in digitization rests in sampling. In reality the existing sampling techniques and receiver architectures do not yet suffice to overcome signal degradations of jitter, bandwidth and non linearity due to sampling at high RF frequencies. This research includes the study the RF architectures adapted to broadband communication systems and the evaluation of various architecture options which makes it possible to reduce the constraints of the sampler. In addition, the technology of MEMS (MicroEiectroMechanical System) potentially to be integrated in sampling receiver architecture is assessed. Ln particulier, the solution of MEMS filtering in a sampled recepteur is compared to the solution of off-chip filtering. To verify the proposed solution, a system level model is developed and a prototype of a high-IF, mixed signal sampling filter is implement~d in CMOS 65nm

Dans les réseaux de capteurs urbains, les nœuds émettent des signaux en utilisant plusieurs protocoles de communication qui coexistent. Ces protocoles étant en évolution permanente, une approche orientée radio logicielle semble être la meilleure manière d’intégrer tous les protocoles sur la passerelle collectant les données. Tous les signaux sont donc numérisés en une fois. La grande plage dynamique des signaux reçus est alors le principal problème : ceux-ci peuvent être reçus avec une puissance très variable selon les conditions de propagation. Dans le cas d’une réception simultanée, le Convertisseur Analogique-Numérique (CAN) doit être capable d’absorber une telle dynamique. Une première étude est menée afin d’établir les caractéristiques requises du CAN sur une passerelle d’un tel réseau de capteurs. La résolution minimale de 21 bits obtenue s’avérant trop importante pour être atteinte au vu de l’état de l’art actuel, deux approches différentes sont explorées pour réduire la plage dynamique des signaux avant la numérisation. La première approche s’appuie sur la technique du companding. Des lois de compression connues sont explorées afin d’étudier leur viabilité dans le cas de la numérisation de signaux multiples, et deux nouvelles implémentations sont proposées pour la plus performante d’entre elles. La deuxième technique proposée consiste en une nouvelle architecture de réception utilisant deux voies de réception. La première d’entre elles est dédiée au signal le plus fort sur la bande : celui-ci est démodulé et sa fréquence d’émission est mesurée. À partir de cette mesure, la seconde branche est reconfigurée de manière à atténuer ce signal fort, en réduisant ainsi la plage dynamique. Les autres signaux sont ensuite numérisés sur cette branche avec une résolution du CAN réduite. Cette deuxième approche semblant plus prometteuse, elle est testée en expérimentation. Sa viabilité est démontrée avec des scénarios de réception de signaux prédéfinis représentant les pires cas possibles
In this thesis, a receiver architecture for a gateway in a urban sensors network was designed. To embed the multiple protocols coexisting in this environment, the best approach seems to use a reconfigurable architecture, following the scheme of the Software-Defined Radio (SDR). All the received signals should be digitized at once by the Analog-to-Digital Converter (ADC) in order to sustain the reconfigurability of the architecture: then all the signal processing will be able to be digitally performed. The main complication comes from the heterogeneity of the propagation conditions: from the urban environment and from the diversity of the covered applications, the signals can be received on the gateway with widely varying powers. Then the gateway must be able to deal with the high dynamic range of these signals. This constraint applies strongly on the ADC whose resolution usually depends on the reachable digitized frequency band. A first study is led to evaluate the required ADC resolution to cope with the dynamic range. For this the dynamic range of the signals is first evaluated, then the required resolution to digitize the signals is found theoretically and with simulations. For a 100~dB power ratio between strong and weak signals, we showed that the ADC resolution needed 21 bits which is far too high to be reached with existing ADCs. Two different approaches are explored to reduce analogically the signals' dynamic range. The first one uses the companding technique, this technique being commonly used in analog dynamic range reduction in practice (\emph{e.g.} in audio signals acquisition), its relevance in multiple signal digitization is studied. Three existing compression laws are explored and two implementations are proposed for the most efficient of them. The feasibility of these implementations is also discussed. In the second approach we propose to use a two-antennas receiver architecture to decrease the dynamic range. In this architecture two digitization paths are employed: the first one digitizes only the strongest signal on the band. Using the information we get on this signal we reconfigure the second branch of the architecture in order to attenuate the strong signal. The dynamic range being reduced, the signals can be digitized with an ADC with a lower resolution. We show in this work that the ADC resolution can de decreased from 21 to 16 bits using this receiver architecture. Finally, the promising two-antennas architecture is tested in experimentation to demonstrate its efficiency with dynamic signals (\emph{i.e.} with appearing and disappearing signals)

La bande de fréquence non-licensée autour de 60 GHz est une alternative prometteuse pour couvrir les besoins en bande passante des futurs systèmes de communication. L'utilisation de modulations complexes (comme OFDM ou 64-QAM) à ces fréquences permet d'atteindre, en utilisant une technologie CMOS standard, des débits de plusieurs gigabits par seconde sur quelques mètres voire quelques dizaines de mètres. Pour atteindre ces performances, la tête d'émission-réception RF (front-end RF) doit être dotée d'une référence de fréquence haute performance. Dans ce travail, une architecture originale est proposée pour générer cette référence de fréquence haute performance. Elle repose sur la multiplication de fréquence d'ordre élevé (plusieurs dizaines) d'un signal de référence basse fréquence (moins de quelques GHz), tout en recopiant les propriétés spectrales du signal basse fréquence. Cette multiplication est réalisée en combinant la production d'un signal multi-harmonique dont la puissance est concentrée autour de la fréquence à synthétiser. L'harmonique d'intérêt est ensuite extraite au moyen d'un filtrage. Ces deux étapes reposent sur l'utilisation d'oscillateurs dans des configurations spécifiques. Ce travail porte à la fois sur la mise en équation et l'étude du fonctionnement de ce système, et sur la conception de circuits dans des technologies CMOS avancées (CMOS 40 nm, BiCMOS 55 nm). Les mesures sur les circuits fabriqués permettent de valider la preuve de concept ainsi que de montrer des performances à l'état de l'art. L'étude du fonctionnement de ce système a conduit à la découverte d'une forme particulière de synchronisation des oscillateurs ainsi qu'à l'expression de solutions approchées de l'équation de Van der Pol dans deux cas pratiques particuliers. Les perspectives de ce travail sont notamment l'intégration de cette synthèse innovante dans un émetteur-récepteur complet
The 60-GHz unlicensed band is a promising alternative to perform the high data rate required in the next generation of wireless communication systems. Complex modulations such as OFDM or 64-QAM allow reaching multi-gigabits per second throughput over up to several tens of meters in standard CMOS technologies. This performance rely on the use of high performance millimeter-wave frequency synthesizer in the RF front-end. In this work, an original architecture is proposed to generate this high performance millimeter-wave frequency synthesizer. It is based on a high order (several tens) multiplication of a low frequency reference (few GHz), that is capable of copying the low frequency reference spectral properties. This high order frequency multiplication is performed in two steps. Firstly, a multi-harmonic signal which power is located around the harmonic of interest is generated from the low frequency reference signal. Secondly, the harmonic of interest is filtered out from this multi-harmonic signal. Both steps rely on the specific use of oscillators. This work deals with the circuit design on advanced CMOS technologies (40 nm CMOS, 55 nm BiCMOS) for the proof of concept and on the theoretical study of this system. This novel technique is experimentally validated by measurements on the fabricated circuits and exhibit state-of-the-art performance. The analytical study of this high order frequency multiplication led to the discovery of a particular kind of synchronization in oscillators and to approximated solutions of the Van der Pol equation in two different practical cases. The perspectives of this work include the design of the low frequency reference and the integration of this frequency synthesizer in a complete RF front-end architecture

L'architecture conventionnelle utilisée par toutes les publications précédentes pour le récepteur de balayage de spectre est basée sur le CAN en BB, donc il a une consommation d'énergie élevée, une complexité plus élevée et souffre d'inadéquations de circuits et de non-linéarité. Dans ce travail, nous proposons d'utiliser un récepteur RF basé sur CAN delta-sigma en PB. Les CAN PB DS ajustables précédemment signalés implémentée de manière complexe. Nous présentons une implémentation efficace du CAN PB DS accordable. Un récepteur de détection de spectre, basé sur l'architecture frontale RF à faible consommation d'énergie proposée dans cette thèse, est également proposé. Le récepteur complet proposé ne souffre pas d'un déséquilibre 1/Q. Les résultats de simulation pour montrer l'impact de la non-linéarité du circuit sur les performances sont présentés. Une implémentation de circuit d'un backend numérique du système proposé est présentée. Cette implémentation comprend un mélangeur à conversion descendante efficace, un filtre de décimation, un bloc FFT et un module de détection d'énergie. L'implémentation a été validée à l'aide l'outil SignalTab. Des études, ne présentent que des résultats analytiques ou de simulation, visant à montrer l'impact du déséquilibre 1/Q sur les performances de détection du spectre ont déjà été publiées. Dans ce travail, nous présentons la première mesure matérielle du déséquilibre I/Q sur les performances de détection du spectre. Dans le domaine médical, nous présentons pour la première fois une étude de l'effet de l'exposition aux RF-EMF sur les nouveau-nés via une acquisition simultanée de signaux RF et de paramètres physiologiques
Spectrum sensing applications cover wide variety, such as efficient utilization of frequency spectrum, and in medical applications. The conventional architecture used by all the previous publications for spectrum sensing receiver is based on baseband ADC, hence it has high power consumption, higher complexity, and suffers from circuit mismatches and nonlinearity. In this work, we propose using an RF receiver based on bandpass delta-sigma ADC. It is much more convenient to have a tunable BP ΔΣ ADC to simplify the spectrum sweeping task. The previously reported tunable BP ΔΣ ADC’s are implementing tunability in a complex manner. We present an efficient implementation of tunable BP ΔΣ ADC with fixed ratio between the sampling frequency and center frequency. That fixed ratio further simplifies the implementation of the down conversion mixer and decimation filter which serve as the digital backend of the receiver. A spectrum sensing receiver, based on the power-efficient RF front end architecture proposed in this thesis, is also proposed. The proposed complete receiver does not suffer from I/Q imbalance that highly affect the spectrum sensing performance. Simulation results to show the circuit nonlinearity impact on the performance are presented. A circuit implementation of a digital backend of the proposed system is presented. This implementation comprises an efficient down conversion mixer, decimation filter, custom FFT block, and energy detection module. The implementation was validated on Altera FPGA using the on-chip logic analyzer via the SignalTab tool.Studies to show the impact of I/Q imbalance on spectrum sensing performance were previously published. Nevertheless, those publications presented only either analytical or simulation results. In this work, we present the first hardware measurement of the I/Q imbalance on spectrum sensing performance using a commercial SDR transceiver platform.In the medical field, we also present for the first time a study of the effect of RF-EMF exposure on neonates by performing a simultaneous acquisition of RF signals along with recording the physiological parameters of neonates. Using R-Studio, the stationarity of the signals to be correlated was checked, a transformation was performed on the non-stationary signals. Finally, cross correlation between the acquired RF signal (average of the whole spectrum or in a specific band) and each of the recorded physiological parameters did not show an observable impact of RF-EMF exposure on neonates

Le présent mémoire porte sur la conception et le développement de deux antennes RF utilisées en imagerie par résonance magnétique. Ces antennes ont pour but de guider le futur développement d’une plateforme d’imagerie multi-animal qui servira les chercheurs du nouveau CRCHUM. Plus spécifiquement, ces antennes ont été conçues pour l’imagerie du proton à 1.5T. La première utilise une birdcage de type lowpass pour la partie émettrice et utilise 8 éléments de surface pour la partie réceptrice. La seconde antenne est une birdcage de type lowpass polarisée circulairement qui est utilisée à la fois pour l’émission et pour la réception. Cette dernière a présenté de bonnes performances, générant des images avec un SNR élevé et avec une bonne homogénéité, la rendant une bonne candidate pour la future plateforme. La première a présenté quelques problèmes au niveau de la désyntonisation de la birdcage et du couplage entre les éléments. Dans le cas où ces problèmes venaient à être surmontés, cette antenne aurait l’avantage de pouvoir utiliser des techniques d’imagerie parallèle et possiblement d’avoir un SNR plus élevé.
This master thesis focuses on the design and development of two RF coils used in magnetic resonance imaging. These coils are designed to guide the future development of a multi-animal imaging platform that will serve researchers of the new CRCHUM. More specifically, these coils were designed for proton imaging at 1.5T. The first uses a lowpass birdcage as transmitter and uses 8 surface elements for the receiving part. The second coil is a circularly polarized lowpass birdcage which is used both for transmission and for reception. The latter presented good performances, generating images with high SNR and good homogeneity, making it a good candidate for the future platform. The first one presented a few problems at the detuning of the birdcage and the coupling between the elements. In the case where these problems would be overcome, this coil would have the advantage of being able to use parallel imaging techniques and possibly to have a higher SNR.