Conception et réalisation d’amplificateurs de puissance bande X en technologie SiGe pour applications Radar

Design and Realization of X-Band Power Amplifier in SiGe technology for Radar Applications

• Auteur / Autrice : Samuel Redois
• Direction : Eric Kerhervé, Anthony Ghiotto
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 09/10/2020
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de l'intégration du matériau au système (Talence, Gironde)
• Jury : Président / Présidente : Yann Deval
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bruno Louis, Yves Mancuso
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Christophe Nallatamby, Christophe Gaquière

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transistors bipolaires à hétérojonctions

Radar

Amplificateurs de puissance

Mots clés libres

Amplificateur de puissance

Radar

SiGe

Architecture équilibrée

Coupleur hybride

Power Amplifier

Radar

SiGe

Balanced Architecture

Hybrid Coupler

Résumé

Afin de répondre à l’augmentation de l’intégration et de la montée en puissance des systèmes électroniques aéroportés, de nouvelles architectures Radar vont être développées. Pour répondre à ces enjeux technologiques, les technologies silicium sont en voie de remplacer certaines technologies III-V, comme l’AsGa, dans la réalisation de nombreuses fonctions. En particulier, plusieurs travaux ont montré la pertinence de la technologie SiGe grâce sa tenue en puissance, sa miniaturisation ainsi que son fonctionnement en haute fréquence. Dans le but d’assurer un fonctionnement haute puissance, tout conservant les critères de fiabilité relatifs aux applications Radar à antennes actives, plusieurs architectures équilibrées ont été développées. Une méthodologie de conception des combineurs de puissance et des amplificateurs est développée afin de bénéficier au maximum des avantages proposés par la technologie SiGe. Ces circuits sont intégrés, puis validés, afin de mettre en exergue la pertinence de la technologie SiGe pour des applications moyenne et haute puissance en bande X.

In order to respond to the increasing integration and ramp-up of airborne electronic systems, new Radar architectures are developed. To meet these technological challenges, silicon technologies are in the process of replacing III-V technologies, such as AsGa technology, in the performance of similar functions. In particular, the relevance of SiGe technology has been shown in several studies thanks to its power handling, miniaturization and high-frequency operation. In order to ensure high-power operation while maintaining the reliability criteria for active antenna radar applications, several balanced architectures have been developed. A design methodology for power combiners and amplifiers has been developed to take full advantage of the benefits offered by SiGe technology. These circuits are integrated and validated to highlight the relevance of SiGe technology for medium and high power X-band applications.