Conception, réalisation, test et optimisation de filtres reconfigurables en fréquence intégrant de nouveaux matériaux ferroélectriques

Design, fabrication, testing and optimization of a two-pole tunable band-pass filter integrating new ferroelectric materials

• Auteur / Autrice : Fiffamen Alphonsine Houndonougbo
• Direction : Valérie Madrangeas, Dominique Cros
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique des hautes fréquences, photonique et systèmes
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cavités résonnantes (microondes)

Alumine

Cristaux ferroélectriques

Filtres pour microondes

Mots clés libres

Briques MIM

Résumé

Ce travail de thèse traite de la conception, la fabrication, le test et l'optimisation de filtres deux pôles reconfigurables en fréquence intégrant de nouveaux matériaux ferroélectriques développés dans le cadre d'un projet de l'Agence Nationale de la Recherche ACOR2. Dans une première étape, des briques de base constituées de capacités MIM et interdigitées et de résonateurs ont été étudiées pour évaluer les performances des matériaux et guider les fabricants à optimiser les propriétés en fonction de l'application envisagée. Puis, les capacités discrètes ferroélectriques ont été associées à des résonateurs microruban gravés sur un substrat d'alumine pour réaliser des filtres de type Tchebychev reconfigurables en fréquence de bande passante 6,6 %. Une agilité de 10 % (de 380 MHz à 420 MHz) a été obtenue sous un champ électrique de 1,5 kV/mm. Les pertes d'insertion sont de -2,9 dB à 0 V et le coefficient de réflexion est inférieur à - 11 dB à 420 MHz.

This thesis work discusses the design, manufacture, testing and optimization of a two-pole tunable band-pass filter, integrating new ferroelectric materials developed for a project of the National Agency for Research, ACOR2. In the first step, MIM (Metal-Insulator-Metal) capacitors, interdigitated capacitors and resonators were studied to assess the performance of materials and guide manufacturers to optimize the properties of the intended application. Then, the ferroelectric discrete capacitors were associated with microstrip resonators etched on alumina substrate to create two-pole tunable Bandpass Chebyshev filters of 6. 6 % fractional bandwidths. The filters tune from 380 MHz to 420 MHz (10 %) under a 1. 5 kV/mm electrical field. The insertion loss is -2. 9 dB at zero bias and the return loss was better than 11 dB at 420 MHz.