Circuits intégrés millimétriques en bande Ka pour une antenne à pointage électronique pour les télécommunications avec des satellites géostationnaires ou des constellations de satellites

Millimeter-wave integrated circuits in Ka-Band for electronically steered antenna arrays targeting satellite communication

• Auteur / Autrice : Elmo Luiz Fechine Sette
• Direction : Bruno Barelaud, Julien Lintignat, Anaël Lohou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et ingénierie pour l’information
• Date : Soutenance le 09/01/2024
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Ingénierie (Limoges ; 2022-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : XLIM
• Jury : Président / Présidente : Cyrille Ménudier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Cyrille Ménudier, Philippe Ferrari, Christian Person, Vincent Armengaud, Bernard Jarry
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Ferrari, Christian Person

Mots clés

Mots clés contrôlés

Satellites artificiels dans les télécommunications

Antennes à balayage électronique

Antennes hyperfréquences

Amplificateurs faible bruit

Mots clés libres

Amplificateur à gain variable

Amplificateur de puissance à gain variable

Déphaseur

Modulateur vectoriel

SiGe

BiCMOS

Antenne à dépointage électronique

Connectivité aéronautique

Bande Ka

Variable gain amplifier

Variable gain power amplifier

Phase shifter

Vector modulator

SiGe

BiCMOS

Electronically steered antenna

In-flight connectivity

Ka-Band

Résumé

Ce travail présente la conception de circuits actifs intégrés en vue d'une intégration dans une antenne à dépointage électronique pour les télécommunications par satellite en bande Ka. Tout d'abord, le manuscrit présente le contexte dans lequel se déroule l'étude, abordant les principaux concepts et caractéristiques de ce type d'antenne. Par la suite, deux blocs clés de la chaîne d’émission sont étudiés en détail et conçus : un amplificateur de puissance à gain variable et trois déphaseurs pilotables. Les circuits sont réalisés en utilisant deux technologies SiGe BiCMOS: BiCMOS9MW et SG13G2. Enfin, les résultats de simulation post-layout sont exposés et comparés aux spécifications du projet ainsi qu'à l'état de l'art.

This work presents the design of active integrated circuits intended for integration into an electronically steered antenna for Ka-band satellite communications. Firstly, the manuscript introduces the context of the study, discussing the main concepts and characteristics of this type of antenna. Subsequently, two key blocks of the transmission chain are studied in detail and designed: a variable gain power amplifier and three controllable phase shifters. The circuits are implemented using two SiGe BiCMOS technologies: BiCMOS9MW and SG13G2. Finally, the post-layout simulation results are presented and compared to the project specifications as well as the state of the art.