Amplificateur de puissance à polarisation contrôlée et à faible variation du temps de propagation de groupe pour systèmes de localisation en technologie ultra large bande impulsionnelle

Bias controlled power amplifier with low group delay variations for impulse radio ultra-wideband based localization system

• Auteur / Autrice : David Polge
• Direction : Eric Kerhervé, Anthony Ghiotto
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 08/11/2016
• Etablissement(s) : Bordeaux
• 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)
• Partenaire(s) de recherche : : Université Bordeaux-I (1971-2013)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daniela Dragomirescu, Pascal Fabre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvain Bourdel, Michel Campovecchio

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polarisation (lumière)

Ondes -- Propagation

Communication ultra large bande

Amplificateurs de puissance

Mots clés libres

Amplificateur de puissance

Ultra large bande

Temps de propagation de groupe,

Polarisation contrôlée

Power amplifier,

Ultra-wideband

Group delay

Bias control

Résumé

La technologie ultra large bande impulsionnelle améliore la précision des systèmes de localisation en intérieur, en limitant les perturbations potentielles liées aux multi-trajets. Une nouvelle norme, destinée aux situations d’urgence, relève le niveau d’émission de puissance de 20 dB, afin de faciliter la localisation au travers d’obstacles épais et l’intervention des secours. Cette thèse s’est attelée à la conception d’un amplificateur conforme à cette norme. Après un état de l’art des amplificateurs de puissance ultra large bande existants, plusieurs circuits sont conçus : une cellule de puissance pour atteindre les niveaux de puissance requis en sortie, et une cellule pré amplificatrice qui fournit un apport de gain. Enfin, un système d’amplification de puissance à polarisation contrôlée exploitant la nature impulsionnelle du signal est proposé. La limitation de l’activation de l’amplificateur à la seule manifestation d’une impulsion permet de réduire drastiquement l’impact énergétique du PA sur un système de localisation.

The use of impulse radio (IR) ultra-wideband (UWB) technology for indoor localization systems both improves signal accuracy and reduces disturbances from multipath. A new standard for emergency situations requires the design of a higher output power UWB power amplifier (PA) as the usual maximum output power has been raised by 20 dB in order to allow the signal to pass through thick obstacles, thus helping rescue operations. First, a UWB PA state of the art is presented, and the design of both a power cell and a driver cell are detailed, to achieve the required output power level and additional gain, respectively. Finally, a bias controlled amplification system is described, taking advantage of the IR profile of the UWB signal. The PA is activated only for pulse occurrences, reducing drastically its power consumption.