Recepteur heterodyne integre submillimetrique utilisant un melangeur a jonction sis et un oscillateur a jonction longue josephson

• Auteur / Autrice : MOON-HEE CHUNG
• Direction : Pierre Encrenaz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Le recepteur heterodyne sis a oscillateur josephson integre emerge en tant que nouveau type de recepteur heterodyne a faible bruit dans le domaine millimetrique et submillimetrique (100 - 700 ghz pour les jonctions nb). Les travaux presentes ici sont consacres aux etudes theoriques et a la conception d'un recepteur sis a oscillateur josephson integre. Dans une premiere partie, plusieurs etudes du melangeur a jonction sis ont ete effectuees en prenant pour base le modele 3-ports de la theorie quantique de melange. Elles comprennent des simulations du melangeur avec multi-jonctions sis en parallele et methodes de caracterisation des recepteurs sis. Les simulations confirment que le melangeur, a multi-jonction en parallele, presente une bande passante plus large que celle determinee par la resistance normale et la capacite intrinseque. Dans une seconde partie, une analyse numerique de la dynamique de jonction longue josephson a ete faite. Les parametres calcules (la longueur minimale et la longueur de projection optimale de la jonction longue) ont ete utilises pour la conception du oscillateur a jonction longue josephson (ffo, flux-flow oscillator). Cependant, des questions de stabilite, la puissance relativement faible, et la largeur de la raie de spectre restent toujours a resoudre. Dans une derniere partie, un recepteur prototype sis a ffo integre a 460 ghz a ete concu. Le signal est couple via une antenne hybride quasi-optique qui se compose d'une lentille hemispherique et d'un disque cylindrique en silice fondue suivis par une antenne double-dipole imprimee. En appliquant une methode mixte utilisant l'optique geometrique et la diffraction de l'antenne hybride, les diagrammes de rayonnement en champ lointain, l'efficacite de couplage, et la directivite sont calcules. La temperature de bruit calculee du melangeur sis est environ de 50 k dsb a 460 ghz, en tenant compte du bruit quantique et du bruit de l'amplificateur fi. Le recepteur sis a ffo integre pourrait etre utilise comme element dans un reseau focal, prochaine generation de recepteur radioastronomique d'imagerie en millimetrique et submillimetrique.