Conception d'un démodulateur low IF MMIC multi-mode dans la bande [1-24] GHz utilisant la technique cinq-port

A Low Intermediary Frequency (IF) multimode and multibande receiver design operating in the frequency band [1-24] GHz in monolithic microwave integrated circuits (MMIC) technology using five port technique

• Auteur / Autrice : Charif Mohamed
• Direction : Bernard Huyart
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique et communications
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris, ENST

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modulation numérique

Systèmes de télécommunications à large bande

Résumé

L’objectif de cette thèse est de concevoir et de réaliser en technologie monolithique intégrée microonde (MMIC) un démodulateur Low IF de signaux RF pour un récepteur multimode et multibande opérant dans la bande de fréquence [1-24] GHz et permettant de restituer les signaux en bande de base. Une étude analytique du fonctionnement du démodulateur Low IF large bande nous a permis de déterminer les valeurs requises des phases des trois signaux bandes de base de sortie. A la suite de cette étude, nous avons proposé une architecture de démodulateur large bande intégrable constitué par un circuit générateur de trois voies RF triphasées, un circuit générateur de trois voies OL identiques en phase et en amplitude et enfin un mélangeur bigrille distribué large bande. Ce mélangeur offre un gain de conversion variant de 3. 5dB à 1 GHz à -4. 5dB à 24GHz pour une puissance OL supérieure 5dBm. L’isolation entre les différents accès varie de -39dB à 1GHz à -14dB à 24GHz pour l’isolation OL/RF. La réalisation du démodulateur large bande a été faite avec la technologie intégrée monolithique micro-onde AsGa ED02AH de la fonderie OMMIC. La surface de la puce est 2mmX3mm. Les mesures ont été effectuées avec la station sous pointe de Telecom Paris Tech (Télécom Paris). Les pertes de conversion du démodulateur ont été évaluées par connexion aux accès RF et OL de 2 générateurs de signaux CW [1-24]GHz décalés de 100 kHz. Elles varient de -8dB à 14dB pour toute la bande. Les écarts de phase mesurés en sortie respectent la condition de démodulation, ce qui montre que notre démodulateur est multistandard. La restitution de la constellation(BPSK, QPSK, QAM. . . ) est faite par projection des signaux en bande de base sur une base orthogonale au vecteur parasite résultant des produits d'intermodulation d'ordre 2. La sensibilité estimée du démodulateur est de -70dBm pour un signal QPSK de débit 100kss et une puissance OL supérieure à 5dBm.

This PhD work deals with the design of a Low Intermediary Frequency (IF) multimode and multibande receiver operating in the frequency band [1-24] GHz in monolithic microwave integrated circuits (MMIC) technology. The required phase values for the three output signals are determined by studying the Low IF broadband receiver operating mode. After this study, we proposed an architectur of the broadband integrated receiver formed by a circuit generating three RF signals and phase shifter, a circuit generating three RF inphase signals having the same amplitude for the LO signal and three dual-gate distributed broadband mixers. This mixer provides a gain conversion ranging from 3. 5dB at 1 GHz to -4. 5dB at 24GHz for a higher power LO of 5dBm. The isolation between the differents accesses varies from-39dB at 1 GHz to -14dB at 24GHz for OL / RF. The broadband receiver was realised in MMIC technology AsGA EDO2AH of OMMIC foundry. The chip surface is 2mmX3mm. The measurements were realized with a probe station in TELECOM Paris Tech. The receiver losse conversions were estimated by connecting to 2 CW generators [1-24] GHz shifted 100 kHz to the RF and OL accesses. They varie from -8dB to14dB for the whole band. The measured output difference phases respect the demodulation condition. The constellation restitution (BPSK, QPSK, QAM. . . ) is carried out by projecting the base band signals on a basis orthogonal to the vector parasite resulting from 2nd order intermodulation products. The estimated sensitivity of the receiver is-70dBm for a signal QPSK debit 100kss and power LO signal than 5dBm.