Modélisation et conception de multiplicateurs de fréquence utilisant des diodes planaires aux longueurs d'ondes millimétriques et submillimétriques

• Auteur / Autrice : Alain Maestrini
• Direction : Serge Toutain
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rayonnement terahertz

Ondes millimétriques

Multiplicateurs analogiques

Résumé

Elements cle des chaines d'oscillateurs locaux a etat solide fonctionnant dans le domaine de frequence compris entre 150 ghz et 3 thz, les multiplicateurs de frequences sont des dispositifs hybrides, utilisant guides d'ondes metalliques et diodes schottky. Pour des raisons de fiabilite, de reproductibilite et d'integration la technologie des diodes a contact par pointe a ete remplacee progressivement par la technologie planaire. Les composants planaires sont ainsi tout indiques pour les applications spatiales (astrophysique et sondage de l'atmosphere) et pour les instruments d'observation au sol necessitant un grand nombre de recepteurs (atacama large millimeter array). Dans ce contexte, un doubleur de frequences equilibre a 260 ghz, utilisant un composant fabrique par l'universite de virginie, a ete concu en s'appuyant sur les resultats obtenus par neal erickson (umass, usa). Une description des differents modes de propagation dans la structure etudiee est presentee. Les resultats obtenus sur ce premier prototype montrent que le doubleur de frequences realise est assez faible bande (2%, bande instantanee) mais qu'il permet d'obtenir une bonne efficacite de conversion (8-10%) avec 40-60 mw de puissance de pompe. Un schema equivalent a ensuite ete construit, puis utilise pour modifier la structure. Les mesures qui ont suivi ont effectivement montre une amelioration en terme de bande passante (4%). Ce modele a egalement montre quantitativement l'importance des pertes dans le circuit d'adaptation, ainsi que celle des elements parasites (resistance serie et capacite). Une serie de recommandations est proposee pour le dessin des multiplicateurs dans le domaine submillimetrique. Elles incluent notamment des aspects instrumentaux comme la mesure de puissance (developpement en annexe).