Filtrage actif intégré reconfigurable pour la téléphonie sans fil

Reconfigurable active filtering for mobile wireless application

• Auteur / Autrice : Mohammed Adnan Addou
• Direction : Bruno Barelaud, Julien Lintignat, Bernard Jarry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique des Hautes Fréquences, Photonique et Systèmes
• Date : Soutenance le 15/12/2016
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie pour l'information, mathématiques (Limoges ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : XLIM
• Jury : Président / Présidente : Thierry Monédière
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bruno Barelaud, Julien Lintignat, Cédric Duperrier, Roberto Gomes garcia, Stéphane Bila
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christian Person, Éric Tournier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation, Méthodes de

Circuits à capacités commutées

Téléphonie sans fil

Amplificateurs faible bruit

Filtres électriques actifs

Mots clés libres

Systèmes reconfigurables

LNA filtrant intégré accordable

Filtre RF intégré accordable

Inductance active

Inductance compensée

Filtre N-path accordable

Filtre channelisé intégré accordable

Reconfigurable systems

Tunable integrated filtering LNA

Tunable integrated Rf filters

Active inductor

Compensated inductor

Tunable N -path filter

Tunable integrated channelized filter

Résumé

Ce travail de thèse porte sur la conception de dispositifs filtrants accordables, c'est-à-dire pouvant commuter leurs caractéristiques d'un standard à un autre afin de réduire l’encombrement des chaines émission/réception d’un dispositif multistandard. Les filtres les plus utilisés actuellement sont des filtres acoustiques. En effet, ces filtres sont difficilement intégrables dans une technologie silicium et ils restent parmi les dispositifs passifs les plus encombrants du front-end RF. De plus, ils ne permettent pas d’avoir de bonnes performances en pertes d’insertion, en sélectivité et en accordabilité fréquentielle. De ce fait, des solutions alternatives sont à l’origine de ces travaux de thèse. Nous avons considéré tout d’abord un filtre actif qui a la possibilité de régler sa fréquence de résonnance, d’une part à la fréquence de résonnance du système Wifi et d’autre part, à la fréquence de résonnance du système Zigbee. Ensuite, une autre solution a été proposée dans le dernier chapitre qui consiste à réaliser une structure active filtrante bi-bande intégrée. Cette solution a pour avantage de récolter simultanément les données des systèmes opérant dans les deux bandes de fréquences visés. Les résultats obtenus des circuits réalisés sont validés par des simulations et de mesures.

This thesis concerns the design of tunable filter devices that can switch theirs characteristics from one standard to another in order to reduce the congestion of emission/reception chain of multi-standard systems. The most commonly used filters are acoustic filters. Indeed, these filters are difficult to be integrated in silicon technology and they remain one of the most bulky passive devices of the RF front-end. In addition, they don’t achieve good performance in insertion loss, frequency selectivity and tunability. Therefore, alternative solutions are at the origin of this thesis. An active filter is considered with the possibility of adjusting the resonance frequency: the resonant frequency of the Wifi system and the resonance frequency of the Zigbee system. Moreover, another solution is proposed in the last chapter, which consists to achieve a dual band structure of integrated active filter. This solution has the advantage to simultaneously collect data provided from the operating systems located in the two specified frequencies bands. Simulations and measurements validate the results of the realized circuits.