Etude du mélange optoélectronique par photodiode en vue d'applications radio sur fibre à 60 GHz

Study of Photodiode mixing with the aim of 60 GHz radio-over-fiber applications

• Auteur / Autrice : Flora Paresys
• Direction : Béatrice Cabon, Yannis Le Guennec
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et technologie industrielles
• Date : Soutenance le 03/12/2012
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de la Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique
• Jury : Président / Présidente : Hongwu Li
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Béatrice Cabon, Ghislaine Maury
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Algani, Angelique Rissons

Mots clés

Mots clés libres

Mélange optoélectronique

Photodiode PIN

Caractérisation non linéaire

Radio-sur-fibre

Conversion de fréquence

60 GHz

Photodiode mixing

Photodiode PIN

Non-linear characterization

Radio-over-fiber

Frequency conversion

60 GHz

Résumé

L'objectif de cette thèse est de réaliser un système radio-sur-fibre bidirectionnel fonctionnant dans la bande des fréquences millimétriques autour de 60 GHz. La solution proposée est basée sur l'utilisation d'une photodiode PIN en tant que mélangeur optoélectronique. Une étude théorique associée à une caractérisation non-linéaire et large bande de la photodiode a permis de modéliser le comportement mélangeur de la photodiode. Le modèle de photodiode obtenu a ensuite été utilisé pour optimiser les performances du mélangeur optoélectronique puis du système radio-sur-fibre complet. Des mesures expérimentales ont permis de vérifier la compatibilité du système proposé avec les spécifications du standard ECMA 387 proposé pour régir la création de réseaux locaux aux fréquences de 60 GHz, pour au moins les deux premiers débits proposés (394 Mb/s et 794 Mb/s).

The aim of this thesis is to develop a bidirectional millimeter-wave radio-over-fiber system. The proposed system is based on the use of a p-i-n photodiode as an optoelectronic mixer. A theoretical study coupled with a non-linear and wideband photodiode characterization allows modeling of the photodiode mixing process. Then, the developed photodiode model was used to optimize the optoelectronic mixer efficiency and finally, to optimize the complete radio-over-fiber system efficiency. Experimental measurement has been made to check the compliance of the developed system with the specifications of the ECMA 387 standard that is proposed for the use of the 60 GHz frequency band. Measurement complies with the standard for at least the first data rates (394 Mb/s and 794 Mb/s).