Co-design d’un bloc PA-antenne en technologie silicium pour application radar 80GHz

Co-design of a PA-Antenna block in silicon technology for 80GHz radar application

• Auteur / Autrice : Nejdat Demirel
• Direction : Eric Kerhervé, Robert Plana
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 10/12/2010
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de l'intégration du matériau au système (Talence, Gironde)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean Baptiste Beguret, Denis Pache
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Bergeault, Jean-Pierre Teyssier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Radar

Technologie silicium sur isolant

Antennes (électronique)

Amplificateurs de puissance

Mots clés libres

Amplificateur de puissance,

Co-intégration

Fréquences millimétriques

Application radar

BiCMOS SiGe

Power amplifier

Co-design

Millimeter frequencies

Radar application

SiGe BiCMOS

Résumé

Ce travail porte sur la conception d'un amplificateur de puissance à 79 GHz et la co-intégration de l'amplificateur de puissance et l'antenne en technologie silicium SiGe. L'objectif de la thèse est de développer un module radiofréquence à l'émission pour des applications radar à 79 GHz. Ce module sera composé d'un amplificateur de puissance, d'une antenne et du circuit d'adaptation PA/Antenne. L'inter-étage entre le PA et l'antenne est une source supplémentaire d'atténuation du signal, d‟autant plus rédhibitoire en technologie intégrée pour des fréquences aussi élevées. En réalisant une conception commune, ou co-design, de l'antenne et de l'amplificateur de puissance (PA), nous pouvons, à terme, nous affranchir du traditionnel inter-étage d'adaptation d'impédance entre ces deux blocs. Plus précisément, il convient de dimensionner l'antenne afin qu'elle présente a la sortie du PA l'impédance optimale que requiert son rendement en puissance maximum.

This work focuses on the design of a power amplifier (PA) at 79 GHz and the co-integration of the PA and the antenna on SiGe technology. The objective of this thesis is to develop a RF front-end block for radar applications at 79 GHz. This block is compound of a power amplifier, antenna and PA/Antenna inter-stage matching. The inter-stage between the PA and the antenna adds supplementary losses in the global performances, especially prohibitive in integrated technology for high frequencies. The co-design of the antenna and the PA allows to suppress the traditional inter-stage impedance matching between these two blocks. More specifically, it is suitable to design the antenna with the appropriate output impedance of the PA which gives optimal performances for maximum power and efficiency.