Intégration d'antennes sur silicium en technologie BiCMOS pour des objets communicants de faible puissance au delà de 10 GHz

On-chip integration of antennas uing Silicon BiCMOS Technology, for low power, short range Smart Deviees operating beyond 10 GHz

• Auteur / Autrice : Fayçal Touati
• Direction : Pierre Saguet, Michel Pons
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique, optoélectronique et micro-ondes
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Signal, Théorie du (télécommunications)

Ondes électromagnétiques

Silicium

Antennes (électronique)

Mots clés libres

BiCMOS 7RF

Vco

Bipôle intégré

Résumé

Les Objets Communicants sont des dispositifs dotés de capacités de communication et de traitement de l'information. La transmission RF des données se fait souvent dans des milieux confinés (propagation indoor) et dans des bandes de fréquences au-delà des standards de la téléphonie mobile. De nos jours, les puces à front-end radio assurant la communication comprennent des éléments passifs tels que les inductances et les condensateurs, l'idée d'intégrer (intégration au sens microélectronique) la partie antenne et sa logique de commutation semble être une piste intéressante pour des applications à des fréquences élevées, dans le but de proposer des dispositifs RF destinés aux Objets Communicants. Aussi, cette intégration permettrait de disposer d'un seul processus de fabrication, limitant de ce fait l'adjonction d'éléments externes réduisant d'autant les coûts de fabrication du fait que la partie radio serait réalisée d'un seul bloc. Le but de la thèse est de simuler, concevoir, et caractériser expérimentalement des antennes dipôles intégrées et couplées à des VCO sur des puces en silicium en utilisant des technologies « standards» du type BiCMOS. La gamme de fréquences envisagées va de 10 GHz à 20 GHz. Il s'agit au terme de cette étude, d'être en mesure de déterminer les effets des paramètres technologiques du substrat silicium sur les performances de rayonnement de l'antenne intégrée, et de proposer des solutions d'intégration qui optimisent les performances de cet élément.

The RF transmission of the data are subject to indoor propagation at high frequency bands, beyond mobile telephony spectrum standards. Nowaday, the onchip radio front-end contains passive components such like, spiral inductors and capacitors. Thinking about integrating (in terms of microelectronic integration) the antenna including its switching capabilities, seems to be interesting in the field of Smart Deviees operating at high frequency ranges. The aim of this study, is to simulate, design and measure dipole antennas directly coupled to VCO's, using standard (industrial type) silicon BiCMOS technology. The considered operating frequencies are in the range of 10 to 20 GHz. By achieving this study, the technological issues for antenna integration will be highlighted and the capabilities of the considered standard BiCMOS microelectronic technologies will be investigated to allow on-chip antenna implementation with acceptable performances.