Fabrication et réglage automatique de chaînes RF

Manufacture and automatic adjustment of RF chains

• Auteur / Autrice : Dieynaba Mamadou Watt
• Direction : Serge Verdeyme
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences et ingénierie pour l'information
• Date : Inscription en doctorat le 15/09/2023
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Ingénierie (Limoges ; 2022-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : XLIM
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : XLIM SRF - Systèmes Radio-Fréquences

Mots clés

Mots clés libres

Composants hyperfréquences

Réglage automatique

Sous-systèmes analogiques

Fabrication intelligente

Microwave components

Automatic adjustment

Analog sub-system

Smart manufacturing

Résumé

Les travaux porteront sur des procédures théoriques et expérimentales pour régler le filtre hyperfréquence d'une chaîne émission-réception et l'utiliser comme élément de correction des imperfections du sous-système. Les objectifs sont de limiter l'intervention humaine dans les procédés de réglage et d'assemblage des sous-systèmes RF, et de compenser les effets des imperfections de fabrication et d'assemblage des modules par le réglage in-situ du filtre. L'approche proposée s'appuie sur des algorithmes d'optimisation performants, dans une vision intégrée combinant choix de topologie du filtre (intégrant des éléments de réglage), procédés de fabrication (pré et post assemblage) et automatisation du réglage de la chaîne. Le doctorant ou la doctorante travaillera sur : • L'intégration de filtres dans des sous-systèmes et leur réglage en tenant compte précisément des étages amonts et avals (coupleurs, antennes, …) de façon à optimiser les performances du sous-système. • L'application des stratégies à la fabrication et au réglage en temps réel simultané des sous-systèmes (filtres planaires réalisés par ablation laser, de PCBs en particulier). Ces deux directions s‘appuient les idées principales suivantes : • La limitation aux maximum des étapes humaines • La compensation des tolérances de fabrication et l'optimisation non pas d'un filtre seul mais d'un sous-système analogique • La recherche de performances optimales à partir d'algorithmes d'optimisation éprouvés et performants • La symbiose entre fabrication et réglage dans un environnement de fabrication intelligent • L'usage de coupleurs électromagnétiques temporaires ou mobiles pour la mesure de données venant enrichir en temps réel les modèles équivalents Trois scénarios ambitieux en découlent: • Un scénario de réglage dit in vitro • Un scénario de réglage dit in vivo • Un scénario de fabrication et réglage intelligent au sein d'une machine de fabrication laser contrôlée par ordinateur et reliée aux algorithmes d'optimisation précédemment évoquées. Les éléments ci-dessus donnent la stratégie générale proposée dans ce projet et l'ambition finale de développer des systèmes automatisés (et à termes autonomes) de fabrication et de réglage de chaînes RF. La PME INOVEOS (localisée à Brive) sera partenaire de ces travaux.

The work will focus on theoretical and experimental procedures for adjusting the microwave filter of a transmit-receive chain and using it as a correction element for subsystem imperfections. The objectives are to limit human intervention in the process of adjusting and assembling RF subsystems, and to compensate for the effects of manufacturing and assembling imperfections of modules by in-situ filter adjustments. The proposed approach is based on efficient optimization algorithms, in an integrated vision combining choice of filter topology (integrating adjustment elements), manufacturing processes (pre and post assembly) and automation of the chain adjustment. The doctoral student will work on: • Integration of filters into subsystems and their adjustment, taking into account precisely the accumulating and avals stages (couplers, antennas, etc.) in order to optimize the performance of the subsystem. • Application of strategies to simultaneous real-time manufacturing and adjustment of subsystems (laser ablation planar filters, PCBs in particular). These two orientations are supported by the following main ideas: • Limiting human steps to the maximum • Manufacturing tolerances compensation and optimization of not a single filter but an analog subsystem • Drive optimal performance from proven and powerful optimization algorithms • The symbiosis between manufacturing and adjustment in a smart manufacturing environment • Use of temporary or mobile electromagnetic couplers for data measurement to enrich equivalent models in real time Three ambitious scenarios follow: • An in vitro control scenario • An in vivo setting scenario • A smart manufacturing and adjustment scenario within a computer-controlled laser manufacturing machine linked to the previously mentioned optimization algorithms. The above elements give the overall strategy proposed in this project and the ultimate ambition to develop automated (and ultimately autonomous) RF chain manufacturing and tuning systems. INOVEOS (located in Brive) will be a partner in this work.