Etude et mise en œuvre d’un banc intégré et étalonné 4 canaux pour la caractérisation temporelle de dispositifs non-linéaires hyperfréquences

Study and implementation of a 4-channel integrated and calibrated time-domain characterization system for the characterization of non-linear microwave devices

• Auteur / Autrice : Saïd Farah
• Direction : Denis Barataud, Guillaume Neveux, Abdelhalim Benachenhou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique des Hautes Fréquences, Photonique et Systèmes
• Date : Soutenance le 10/03/2017
• Etablissement(s) : Limoges en cotutelle avec Université Abdelhamid Ibn Badis Mostaganem (Mostaganem, Algérie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie pour l'information, mathématiques (Limoges ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : XLIM
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Denis Barataud, Guillaume Neveux, Abdelhalim Benachenhou, Guillaume Andrieu, Christophe Charbonnaud, Jean-Michel Nébus
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Eric Bergeault, Joaquin Portilla

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse temporelle

Mesures électroniques

Radiofréquences

Traitement du signal

Mots clés libres

Caractérisation temporelle

THA

Sampler RF

Dispositifs non-linéaires

Banc intégré

Sous échantillonnage

CIS

DQD

Acquisition périodiques et apériodique

Amplificateurs GaN 1 0 et 50W

Laboratoires distants

Time-domain characterization

THA

RF Sampler

Non - linear devices

Integrated characterization tools

Sub-sampling

CIS

DQD

Periodic and aperiodic acquisition

GaN amplifiers

Remote laboratory

Résumé

Ce travail de cette thèse propose une conception et une réalisation d’un banc intégré de caractérisation temporelle des dispositifs RF non-linéaires conçu avec des récepteurs de type THA. Ce banc est une version miniaturisée, moins onéreuse et à performances comparables d’un banc similaire « éclaté » et développé au sein d’XLIM. Le banc intégré développé dans ce travail est entièrement étalonné. Il est versatile vis-à-vis des techniques de sous échantillonnage mis en œuvre pour mesurer des signaux RF sur des temps d’acquisition très différents (<50 µs ou < quelques ms). La technique CIS est utilisée pour l’acquisition périodiques de signaux RF périodiques de durée courtes. La technique DQD est utilisée pour l’acquisition périodiques ou apériodique de signaux RF périodiques ou apériodiques. Cet outil a été utilisé pour extraire, à partir des formes d’ondes temporelles mesurées à leurs accès, plusieurs paramètres caractéristiques (AM/AM- AM/PM, EVM) d’amplificateurs GaN de gamme 10 à 50 W soumis à des excitations simples ou à des signaux modulés. Ce manuscrit décrit aussi la mise en œuvre le développement, parallèlement au travail précédent, d’une plateforme de laboratoire de travaux pratiques à distance pour le projet européen TEMPUS EOLES.

This work proposes the design and the realization of a 4-channel integrated and calibrated time-domain characterization system for the characterization of non-linear microwave devices. This integrated measurement system uses THA based receivers. This is a miniaturized, less expensive and comparable version of a similar laboratory available tool developed within XLIM. The integrated instrument developed in this work is fully calibrated. It is versatile with respect to sub-sampling techniques used to measure RF signals over very different acquisition times (<50 µs or < few ms). The CIS technique is used for the periodic acquisition of periodic short duration RF signals. The DQD technique is used for the periodic or aperiodic acquisition of periodic or aperiodic RF signals. This tool was used to extract, from the measured time-domain waveforms at their ports, several characteristic parameters (AM/AM-AM/PM, EVM) of GaN amplifiers operating in the 10 to 50 W range and excited with simple or modulated signals. This manuscript also describes the implementation, and the development, performed along with the previous work, of a laboratory platform for remote practical works in the context of the European project TEMPUS EOLES.