Composants céramiques 3D innovants pour des applications spatiales de télécommunications millimétriques en bandes Q et V

Advanced technologies for millimeterwave integrated filters in Q and V bands

• Auteur / Autrice : Mohamed Khalil Drissi
• Direction : Serge Verdeyme, Nicolas Delhote
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique des hautes fréquences, optoélectronique et photonique
• 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 Chartier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Serge Verdeyme, Nicolas Delhote, Ludovic Carpentier, Herve Leblond, Tuamo Lasri, Emile De Rijk, Olivier Tantot
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Hartmut Wolfgang Gundel, Jorge daniel Martinez perez

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes de communication

Astronautique

Innovation

Filtres électriques

Stéréolithographie

Mots clés libres

Stéréolithographie céramique 3D

Moulage basse pression

Usinage en cru

Analyse électromagnétique 3D

Cavités résonantes

Alumine très faibles pertes et stable en température

Filtre passe-bande

3D ceramic stereolithography

Low pressure molding

Machining

3D electromagnetic analysis

Resonant cavities

Very low loss and temperature stable alumina

Bandpass filter

Résumé

Ce mémoire est consacré au développement de technologies de filtrage novatrices qui apportent un gain en performance permettant de répondre aux besoins de filtrage pour télécommunications spatiales à moyen et long termes. Il s’inscrit dans le projet ANR ATOMIQ coordonné par Thales Alenia Space ayant comme partenaires le laboratoire SPCTS et la société 3D CERAM. Le premier chapitre est constitué d’une étude bibliographique sur les filtres en bande Q et V ainsi que les technologies de fabrication 3D. Le deuxième chapitre est consacré à l’élaboration d’une nouvelle formulation d’alumine très pure à faible pertes et stable en température. Le troisième chapitre présente une conception de filtres hyperfréquences en bande Q et V à base de cavités résonantes diélectriques. Le quatrième chapitre concerne la fabrication des filtres par usinage en cru ainsi que la présentation des différents démonstrateurs fabriqués par stéréolithographie et moulage basse pression. Il présente aussi des solutions de correction post-fabrication par tir laser. Ce travail est original par l’utilisation de la stéréolithographie céramique 3D ainsi que du moulage basse pression pour fabriquer des filtres hyperfréquences de petites tailles en bande Q et V.

This thesis focus on the development of innovative filtering technologies that enhance the performance to meet the filtering requirements for spacial communications. It is part of the ANR project ATOMIQ coordinated by Thales Alenia Space with partners (SPCTS 3D CERAM). The first chapter consists of a literature review on the Q and V band filters as well as 3D manufacturing technologies. The second chapter is devoted to the development of a new formulation of highly pure, low losses and temperature stable alumina. The third chapter presents a microwave filter design in Q and V band based on a dielectric resonant cavity. The fourth chapter is about the manufacturing of filters and presentation of various demonstrators manufactured by stereolithography and low pressure molding. It also provides a post-production correction solutions based on laser shoots. This work is original because, to the best of our knowledge, 3D ceramic stereolithography and the low pressure molding have not been used to produce small sizes Q and V band microwave filters.