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Méthode de conception d'un syntoniseur électronique reconfigurable de type micro-ruban à faibles pertes

Labedan, Rafael (2008). Méthode de conception d'un syntoniseur électronique reconfigurable de type micro-ruban à faibles pertes. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Dans le récent contexte des systèmes de radiocommunication agiles basés sur les radios logicielles, les composantes RF reconfigurables deviennent indispensables et sont souvent la restriction à une plus grande agilité fréquentielle. Les technologies micro-ondes étant plus matures, les avancées technologiques dans ce domaine se font à un rythme plus modéré que dans le domaine des technologies de traitement numérique du signal. Cependant, au cours des dernières années, les composantes micro-ondes reconfigurables ont été 1' objet de plusieurs recherches dans l'objectif de faciliter l'émergence des radios logicielles.

Ce mémoire propose une méthode de conception d'une telle composante, plus particulièrement, un syntoniseur électronique reconfigurable, basée sur une approche pratique. Cette approche exploite la force brute d'un environnement de simulation tel qu'Agitent ADS afin de judicieusement optimiser les paramètres du circuit et ainsi obtenir la meilleure couverture possible de la région de 1'abaque de Smith à adapter.

Dans le cadre de cette recherche et de son application, la configuration de syntoniseur optimale est basée sur une distribution uniforme de 12 tronçons commutables le long d'une ligne de transmission. Les composantes de commutation choisies sont des interrupteurs MEMS RF disponibles commercialement au moment de ces travaux. La fabrication d'un prototype est exposée et illustrée. Le syntoniseur résultant génère de faibles pertes d'insertions, avec une moyenne de 0,05 dB de pertes par interrupteur MEMS activé et une adaptation d'impédance convenable caractérisée par une couverture s'étendant jusqu'aux extrémités de la région ciblée. Aussi, basé sur les spécifications des interrupteurs MEMS, la capacité de puissance moyenne du circuit est de 15 Watts, ou 30 Watts instantanément, ce qui permet l'utilisation d'un tel circuit dans un système de communication tactique typique. Les résultats simulés et mesurés sont finalement comparés afin de confirmer la validité du modèle de simulation et relever les améliorations possibles.

Titre traduit

Electronically reconfigurable low loss microstrip tuner design methodology based on a brute force approach

Résumé traduit

In the context of versatile radio-communication systems relying on Software Defined Radios (SDR), agile RF front-ends become a necessity and are often a bottleneck for greater performance and agility of such systems. Microwave technology being at a more mature stage than digital signal processing technology, advancements in this field typically occur at a slower pace. In recent years though, electronically reconfigurable microwaves devices have received a lot of attention and research effort in order to enable the emergence of SDR technology.

This master' s thesis presents a practical approach applied in the design of such device, namely an electronically reconfigurable microstrip impedance tuner. The proposed approach uses the brute force of microwave simulation environments such as Agilent ADS to intelligently optimize circuit parameters in order to obtain the best possible match for a given smith chart region.

In the case of the current application, the resulting tuner configuration is comprised of 12 distributed microstrip stubs switched by MEMS RF switches commercially available at the time of this work. Prototype fabrication is presented and illustrated. The designed device shows excellent insertion loss characteristics with average O.O5dB loss per activated switch, acceptable impedance matching performance with the targeted region covered to its extents, as well as power handling of 15 Watts average or 30 Watts instantaneous according to manufacturer specifications such that it can be applied to tactical communication systems. Simulated and measured results are also compared in order to confirm the validity of the simulation model and note possible enhancements.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie électrique" Bibliogr : f. [108]-111.
Mots-clés libres: Adaptation d'impédance. Micro-ondes. Microsystèmes électromécaniques radiofréquences. Radiofréquences. configuration, électronique, faible, intelligent, optimal, micro-ruban, perte, reconfigurable, syntoniseur
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Gagnon, François
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt: 05 avr. 2013 15:23
Dernière modification: 19 déc. 2016 21:18
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1144

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