Etude de structures coplanaires à métamatériaux et à couche magnétique

Study of coplanar metamaterials structures with magnetic layer

• Auteur / Autrice : Faris Boukchiche
• Direction : Didier Vincent, Abdelmadjid Benghalia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique, Photonique, Hyperfréquences
• Date : Soutenance le 30/11/2010
• Etablissement(s) : Saint-Etienne en cotutelle avec Université Mentouri (Constantine, Algérie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
• Jury : Président / Présidente : Nacer Abouchi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Abdelaziz Merzouki, Abdelhafid Chaabi, Martine Le Berre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Circuits intégrés

Films magnétiques

Ferrites (matériaux magnétiques)

Métamatériaux

Mots clés libres

Métamatériaux

Main gauche

Couche magnétique

Ferrite

Structures coplanaires

Matrice ABCD

Métalines

Indice négatif

Résumé

La croissance récente des télécommunications nécessite la conception de circuits miniaturisés fonctionnant au-delà du gigahertz. Les activités de recherche sont énormément consacrées à l’étude de circuits intégrés associés à des structures planaires. Les circuits planaires qui ont récemment subi d’importants développements technologiques, sont très attractifs pour leurs faibles coûts de réalisation, leur faible poids et dimensions. Les filtres connus en hyperfréquence peuvent être réalisés à partir de lignes imprimées planaires. Beaucoup de ces composants passifs ne présentent aucune agilité en fréquence. Le problème d’agilité en fréquence est résolu en utilisant des composants actifs ajustables ou des composants passifs dont on peut modifier les propriétés en appliquant un champ électrique (ferroélectrique) ou un champ magnétique (ferrite. . .). Le principal objectif de cette thèse est de proposer et de caractériser une ligne coplanaire main gauche aveclaquelle on peut obtenir un fonctionnement agile en fréquence et relativement de faibles pertes.C'est une étude sur de nouveaux matériaux "main gauche" ou métamatériaux réalisés à partir de lignes coplanaires sur substrat ferrite. L'utilisation de ces substrats permet une certaine agilité en fréquence. L’étude débute par la modélisation d’un segment de ligne non réciproque, puis l'étude de la structure complète (capacité — ligne non réciproque — inductance). La détermination des paramètres ABCD de la cellule élémentaire (L-C), permet de retrouver les paramètres S de cette cellule. On en déduira les constantes de propagation dans les deux sens et on vérifiera que la celluleest un matériau planaire « main gauche » non réciproque

The recent growth in telecommunications requires the design of miniaturized circuits operating beyond the gigahertz. Research activities are enormously dedicated to the study of integrated circuits associated with planar structures. Planar circuits, that have recently undergone major technological developments, are very attractive for their moderate cost of realization, low weight and dimensions. Filters known in microwave can be made from printed planar lines. Many of these passive components have no frequency agility. The problem of frequency agility is solved using adjustable active components or passive components which we can modify the properties by applying an electric field (ferroelectric) or a magnetic field (ferrite ...). The main objective of this thesis is to propose and characterize a coplanar line left hand with which we can obtain an agile frequency operation and relatively low losses. It is a study on new materials "left hand" or metamaterials made from coplanar lines on ferrite substrate. The use of these substrates allows some frequency agility. The study begins by modeling a non-reciprocal line segment, then study the complete structure (capacity - non- reciprocal line - inductance). The determination of the ABCD parameters of the unit cell (LC), allows us to find the S parameters of this cell. We will deduct the constants of propagation in both directions and we will verify that the cell is a non-reciprocal "left hand" planar material