Contribution à la caractérisation temporelle de dispositifs micro-ondes non-linéaires : application à des signaux de type multiporteuse large bande

Time domain characterization of nonlinear microwave devices : application to broadband multitone signais

• Auteur / Autrice : Mohammed El Yaagoubi
• Direction : Denis Barataud, Jean-Michel Nébus, Guillaume Neveux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique des hautes fréquences et optoélectronique. Télécommunications
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes de télécommunications à large bande

Dispositifs à micro-ondes

Amplificateurs de puissance

Mots clés libres

Analyseur de réseaux larges signaux (LSNA)

Générateur de référence en phase

Multiporteuse

Etalonnage en amplitude et en phase

Caractérisation temporelle

Résumé

Ce travail concerne la caractérisation temporelle de dispositifs non-linéaires lorsqu'ils sont excités par des signaux de type multiporteuse large bande. L'objectif est de développer une configuration originale du système de mesure du LSNA (Large Signal Network Analyzer) permettant la souplesse d'utilisation et l'évolutivité pour la mesure de signaux modulés large bande. Il convient ensuite d'étalonner finement ce banc de mesure et l'exploiter pour caractériser les technologies nouvelles de composants semi-conducteurs de puissance ou des modules hyperfréquences de puissance. Deux solutions principales ont été étudiées pour essayer de résoudre le problème d'étalonnage en phase du système de mesure du LSNA pour la mesure de signaux de tests large bande. Une première solution d'entrelacement de sous-bandes étroites. Elle est complexe, pose encore quelques problèmes de précision mais permet de faire des mesures si l'on ne dispose pas d'étalon de phase multiporteuse. Une deuxième solution plus naturelle consistant à utiliser un générateur harmonique étalon en phase large bande pour la mesure des signaux de type multiporteuse. Enfin, ce travail a apporté une solution totalement calibrée pour la mesure de phase relative entre porteuse d'un multiplex fréquentiel de bande passante égale à 80MHz. On retiendra aussi de ce travail que le point dur mais aussi le point clé, est l'autocalibrage de l'oscilloscope ayant servi à faire les mesures de l'étalon de phase multiporteuse.

This work deals with the time domain characterization of non-linear devices when they are driven by broadband multitone signals. The goal is to develop an original configuration of a LSNA based measurement system (Large Signal Network Analyzer) allowing the flexibility in use and evolution capabilities for measurement of broadband modulated signals. It is described how to calibrate this bench and to exploit it to characterize new power transistor technologies as well as microwave power equipments. Two main solutions were studied to try to solve the problem of phase calibration of the system for wideband measurements. A first solution consists in narrow bandwidth interleaving. It is not very straightforward and remains complicated. A second and more efficient solution consists in using a harmonic phase reference with a fine frequency grid. Finally, this work has brought a solution for calibrated measurements of relative phases between tones of an 80MHz frequency multiplex used in satellite communication systems. We shall also mention that the hard but the key point of this work, is the self-calibration of the time equivalent sampling scope having served for the characterization of the phase reference generator.