Letteratura scientifica selezionata sul tema "Récepteur 140 GHz"

L’augmentation constante du nombre de capteurs dans les voitures modernes, assurant desfonctions d’assistance à la conduite, font du radar automobile un élément essentiel de la voitured’aujourd’hui et de demain. Cette tendance contribue à plus long terme au développement duvéhicule autonome. L’industrie automobile considère un changement du standard radar actuelà 80 GHz vers une nouvelle bande de fréquence autour de 140 GHz. Ce saut en fréquencepermettrait de réaliser des capteurs plus compact tout en maintenant voir en améliorant laprécision du capteur, grâce aux applications MIMO notamment. Le travail de cette thèse consisteà estimer la faisabilité d’un récepteur radar fonctionnant à 140 GHz.Une première partie de ces travaux se concentre sur le développement d’outils de travail etde modèles pour permettre l’implémentation de circuits intégrés à des fréquences millimétriques.D’abord, une méthode de conception de réseaux d’adaptations d’impédances à bases de transformateursintégrés est présentée. Grâce à leurs nombreux avantages en plus de leur capacitéd’adaptation d’impédances, ils seront constamment utilisés dans la suite de ces travaux. Ensuite,un modèle complet est proposé pour décrire le comportement multi-harmoniques des circuitspassifs appelés N-path et notamment des mélangeurs. Leurs avantages en termes de bruit,consommation et linéarité les rendent adaptés à l’implémentation de radars à 140 GHz.Un deuxième axe de travail consiste à l’implémentation de plusieurs ‘front-ends’ RF pourrécepteurs radar basés sur une architecture appelée ‘mixer-first’. Deux solutions sont d’abordprésentées, exploitant au mieux les avantages des mélangeurs N-path modélisés. Une premièresolution fondamentale est proposée et est conforme aux contraintes de l’application des radarsà longue portée. Une alternative sous-harmonique dotée d’une portée légèrement réduite estensuite développée. Elle permettrait d’importantes économies sur la surface et la consommationde la puce, ce qui répondrait aux demandes du marché pour un produit moins cher que l’onpourrait intégrer en plus grand nombre dans un véhicule.Enfin, un groupe innovant de mélangeurs passifs, appelés mélangeurs ‘bottom-plate’, estétudié pour concevoir deux nouveaux ‘front-end’ RF. Ce type de mélangeur garde les avantages desmélangeurs N-path traditionnels tout en présentant un gain en tension significatif. Un premierrécepteur fondamental est conçu, basé sur une topologie existante aux fréquences RF seulement,pour répondre aux contraintes de l’application radar à 140 GHz. Un deuxième récepteur estensuite développé grâce à une nouvelle topologie de mélangeur sous-harmonique qui a étédéveloppée dans cette thèse. Ces deux nouvelles versions permettent d’améliorer la distance dedétection du module radar
The constant increase in the number of sensors in modern cars, fulfilling advanced driving assistancefunctions, places the automotive radar as an essential element in today’s and tomorrow’svehicle. This tendency is motivated in the long term by the development of autonomous vehicles.The industry considers moving the automotive radar product from the current standard around80 GHz to a new frequency band around 140 GHz. This increase in the operation frequency wouldenable more compact sensors while maintaining and even improving the sensor accuracy thanksto MIMO applications. This work aims to assess the feasibility of a radar receiver at 140 GHz.A first part of this work is dedicated to the development of design tools and models which facilitatethe implementation of millimeter wave circuits. First, a design methodology for impedancematching networks based on integrated transformers is presented. Thanks to their numerousadvantages in addition to their impedance matching capability, they will be used in all thefollowing development of this work. Then, a complete model of the multi-harmonic behaviorof passive N-path circuits and more particularly N-path mixers is proposed. Their benefits interm of noise, current consumption and linearity make them suitable for the implementation of140 GHz automotive radars.A second part of this work is focused on the implementation of multiples RF front-ends forradar receivers, based on a mixer-first architecture. Two solutions are first proposed which fullyexploit the advantages of the modeled mixers at the considered frequency. A fundamental solutionis proposed which complies with the long-range radar applications. A sub-harmonic alternativewith a slightly reduced range is then presented. It would enable significant savings on the chiparea and the current consumption, answering to a market demand for low-cost radar productsthat can be embedded in large number inside one vehicle.Finally, a novel type of passive mixers, called bottom-plate mixer is studied to design twoadditional radar receivers front-ends. These mixers keep the advantages of the traditional N-pathmixers while also presenting a high voltage gain. A fundamental receiver is proposed, based onan existing topology at RF frequencies only, that addresses the constraints for the 140 GHz radarapplication. A second sub-harmonic receiver is designed with a novel topology developed in thiswork, which complement the first receiver. These two front-ends allows a longer detection rangefor the radar module

La réalisation d’un récepteur SIS à 110 GHz a pour but d’améliorer les performances des instruments d’observation utilisés par les radioastronomes aux fréquences millimétriques. Elle nécessite l’intégration de techniques diverses : microlithographie pour la réalisation de jonctions, cryogénie, électronique hyperfréquence et quasi-optique ; leur mise en œuvre est décrite et les résultats obtenus discutés en première partie. Ce travail est plus spécifiquement centré sur : - la conception, la réalisation et les tests d’un système d’injection quasi-optique pour notre récepteur expérimental ; - une étude d’optimisation du bloc mélangeur et plus précisément de son adaptation en entrée, étude qui utilise des modèles à grande échelle du bloc pour sa partie expérimentale
The construction of a SIS receiver at 110 GHz should greatly improve the performance of the observation instruments used by radioastronomers at millimetric frequencies. It requires the use of various techniques: microlithography to make junctions, cryogeny, microwave electronics and quasi-optics; their implementation is described here and the results which have been achieved are discussed. This work focused on: - conceiving, making and testing a quasioptical injection system for our laboratory receiver; - optimizing the mixer block, especially as far as the embedding impedance is concerned; this study is based on scale models measurements, for its experimental part

La réalisation d'un récepteur SIS à 110 GHz a pour but d'améliorer les performances des instruments d'observation utilisés par les radioastronomes aux fréquences millimétriques. Elle nécessite l'intégration de techniques diverses microlithographie pour la réalisation de jonctions, cryogénie, électronique hyperfréquence et quasi-optique; leur mise en œuvre est décrite et les résultats obtenus discutés en première partie. Ce travail est plus spécifiquement centré sur :- la conception, la réalisation et les tests d'un système d'injection quasi-optique pour notre récepteur expérimental;- une étude d'optimisation du bloc mélangeur et plus précisément de son adaptation en entrée, étude qui utilise des modèles à grande échelle du bloc pour se partie expérimentale.

Cette thèse est une contribution au développement d’émetteurs-récepteurs monolithiques en bande millimétrique pour réseau de capteurs sans fils. Le déploiement des réseaux de capteurs sans fils autonomes de courte portée s’oriente vers l’intelligence ambiante, modifiant la façon dont nous interagissant avec notre environnement. L’internet des objets se démocratise rapidement, avec une augmentation sans précédent des objets connectés. Ces noeuds, de plus en plus nombreux, doivent être le plus discrets et autonomes, tout en ayant des caractéristiques et performances toujours meilleures. La densification des réseaux de nœuds autonomes amplifie de surcroit les problématiques d’interférences et de multi-trajets. Le développement de capteurs en bandes millimétriques doit permettre de réduire la taille des noeuds. Notamment en réduisant les dimensions de la partie antennaire qui constitue généralement le facteur limitant l’intégration d’un système. Cette intégration sera accompagnée de solutions permettant la réduction de la consommation des capteurs. Ainsi, nous avons conçu des antennes, basées sur le principe de rayonnement des lignes à fentes progressives permettant de réduire les contraintes habituelles de conception des antennes. Les antennes sont réalisables sur des substrats de permittivité élevée et de taille réduite, et directement intégrables en technologie MMIC. Nous avons également effectuée une caractérisation expérimentale d’amplificateurs et une étude poussée de la stabilité des circuits amplificateurs en bande G. Notamment en utilisation la méthode NDF. Ceci nous a permis de concevoir un amplificateur faible bruit dont les grilles peuvent être commandées par des impulsions courte permettant la conception d’un système émetteur/récepteur très faible consommation adapté à une utilisation au sein de réseaux de capteurs autonomes sans-fils
This thesis is a contribution to the development of transceivers for monolithic millimeter-wave wireless sensors networks. The deployment of short-range and autonomous wireless sensors networks tends towards ambient intelligence, changing the way we interact with our environment. The Internet of Things is democratizing rapidly with an unprecedented increase of connected objects. These nodes must and should become more discrete and independent, while still improving their features and performance. Moreover, the increase in nodes number constituting those networks amplifies well-known issues as interferences and indoor multipath problems. The development of sensors using millimeter-wave communications (D-band and G-band) should allow smaller nodes by reducing the antennas dimensions since the antenna is usually the technological lock in system integration. This integration will be accompanied by solutions for reducing node’s consumption. Thus, we have designed antennas, based on slot-line to reduce the usual constraints of antenna design. The antennas are well on substrates of high permittivity and small dimensions, with MMIC compatible technology. The experimental results are well consistent with the 3D electromagnetic simulation. We have also performed an experimental characterization of amplifiers and extensive study of amplifier’s stability in G-band. This study was performed using NDF method. This has allowed us to design a low noise amplifier that can be controlled by short pulses in order to realize a very low power tranceiver suitable for autonomous wireless networks-sensors

Grâce aux progrès des technologies silicium, il est désormais possible de concevoir des circuits complexes dans la bande de fréquence millimétrique au-delà de 110 GHz. La conception de ces systèmes repose sur l’utilisation de modèles précis et fiables des dispositifs passif et actif tels que les transistors MOS ou bipolaires. Afin de s’assurer de la validité de ces modèles au-delà de 110 GHz, il est nécessaire de réaliser des mesures supérieures à 110 GHz. Cependant, au-delà de cette fréquence, les bancs et méthodes de caractérisation actuels atteignent leurs limites. Ces travaux de thèse s’inscrivent pleinement dans cette problématique liée à la montée en fréquence des besoins de caractérisation, dont l’objectif est le développement de bancs de caractérisation pour la mesure de bruit et de puissance entre 130 GHz et 320 GHz. Les travaux réalisés ont abordé le développement d’un récepteur de bruit qui a ainsi permis la caractérisation des sources de bruit développées, jusque 260 GHz. La dernière problématique traitée par ces travaux a été le développement d’un détecteur de puissance hautes fréquences jusque 320 GHz, possédant une large dynamique de mesure et une sensibilité suffisamment élevée pour assurer une mesure précise et fiable
Thanks to advances in silicon technologies, it is now possible to design complex circuits in the millimeter frequency band above 110 GHz. The design of these systems relies on the use of accurate and reliable models of passive and active devices such as MOS or bipolar transistors. In order to ensure the validity of these models above 110 GHz, it is necessary to perform measurements above 110 GHz. However, beyond this frequency, the current test bench and methods of characterization are reaching their limits. These thesis studies are fully in line with this problem related to the increasing frequency of characterization needs, whose objective is the development of characterization benches for noise and power measurement between 130 GHz and 320 GHz. The work carried out has addressed the development of a noise receiver that has enabled the characterization of noise sources developed up to 260 GHz. The last problem dealt with by this work was the development of a high frequency power detector up to 320 GHz, with a large measurement dynamic range and a sufficiently high sensitivity to ensure an accurate and reliable measurement