Contribution à la caractérisation de matériaux diélectriques par résonateurs submillimétriques en technologies planaire et LTCC

par Hussain Alaaeddine

Thèse de doctorat en Electronique des Hautes Fréquences, Photonique et Systèmes

Sous la direction de Olivier Tantot et de Serge Verdeyme.

Soutenue en 2011

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Ce travail de thèse a porté sur l’étude, la conception et la réalisation de nouvelles méthodes de caractérisation non destructives à très hautes fréquences (150 GHz) de matériaux diélectriques sous forme de substrat. La première partie de ce mémoire présente des méthodes de caractérisation de matériaux aux longueurs d’ondes millimétriques et submillimétriques. Il y est établi un comparatif des domaines d’utilisation fréquentiels, de permittivité et des tolérances associées. La seconde partie propose une nouvelle méthode de caractérisation à 150 GHz basée sur la perturbation de la résonance d’épaisseur d’un substrat partiellement démétallisé. Des études électromagnétiques sont menées pour cerner le principe de fonctionnement et les caractéristiques de ce résonateur. Des mesures en station sous pointes ont été réalisées et des améliorations portant sur la sensibilité du capteur sont proposées. La dernière partie de ce mémoire est consacrée à la conception de résonateurs volumiques en technologie LTCC aux longueurs d’ondes submillimétriques. Le premier objectif est de caractériser le matériau Ferro A6M utilisé dans le procédé LTCC de VTT dans une très large bande de fréquence soit in situ, par résonateurs volumiques de sections rectangulaires soit à l’aide de méthodes de caractérisation résonantes et en réflexion. L’autre objectif est le développement d’un autre capteur en technologie LTCC pour la caractérisation non destructive de matériaux autour de 150 GHz. Un résonateur volumique original en anneaux et à grande isolation modale a été développé à cet effet. Les performances des capteurs réalisés ont été évaluées avec plusieurs types d’échantillon.

  • Titre traduit

    Contribution to the dielectric material characterization using sub-millimeter resonators in planar and LTCC technologies


  • Résumé

    This thesis focused on the study, design and implementation of new non-destructive characterisation methods for dielectric materials having substrate form at very high frequencies (150 GHz). The first part of this manuscript presents the characterization methods for materials at millimeter and sub-millimeter waves. A comparison is established for different application fields as frequency, permittivity and associated tolerances. The second part proposes a new characterisation method at 150 GHz based on the thickness resonance perturbation of a partially demetallized substrate. Electromagnetic studies are conducted to identify the operating principle and the characteristics of this resonator. Probe measurements were carried out and improvements on the sensitivity of the sensor were proposed. The last part of this manuscript is dedicated to the design of volume resonators using LTCC technology in sub-millimeter wavelengths. The first objective is to characterise the Ferro A6M material used in the LTCC of VTT process over a very wide frequency band, whether in situ, using volume resonators of rectangular sections, or using resonant and in reflection characterisation methods. The other objective is to develop another sensor using LTCC technology for non-destructive materials characterisation around 150 GHz. An original volume ring resonator and a large modal isolation have been developed for this purpose. The performance of these sensors was evaluated with several sample types.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (183 p.)
  • Annexes : Bibliographie 17 p.

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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
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