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Multi-standard RF front-end for avionic systems

Mousavi, Seyyed Hassan (2015). Multi-standard RF front-end for avionic systems. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Aerodynamic issues such as drag, weight and aeroacoustic noise are important factors in evaluating the impact of a given antenna on an aircraft’s overall performance. These factors are directly related to aircraft fuel consumption, speed and range. This project’s focus is on RF front-end electronics.

The main goal here is to bring aircraft radio equipment as close as possible to the antennas in order to minimize wiring weight and complexity. This calls for a drastic volume reduction of the radio equipment. To this end, the system level requirements for the RF front-ends in terms of frequency bandwidths, data rates, etc, are first investigated in order to identify applications where the proposed volume reductions are the most beneficial and feasible.

Following this, the focus was on an architectural investigation of alternative topologies that can meet the specification. For each topology considered the front-end-level specification need to be translated to circuit/component level requirements. For each case, performance, cost and technical risk analyses are carried out. Then, the design and prototyping of key RF front-end circuits for the selected architecture are undertaken. The multilayered Low Temperature Co-fired Ceramic (LTCC) technology had to be considered as a high risk but more advantageous option in terms of volume/weight reduction. Finally, we aimed at integrating and testing the proposed RF front-end chain, first by characterizing each component individually, and then as a whole front-end subsystem.

Titre traduit

Multi-standard RF front-end pour systèmes avioniques

Résumé traduit

Les problèmes aérodynamiques tels que la trainée, le poids ou le bruit aéro-acoustique sont des facteurs importants lors de l’évaluation de l’impact d’une antenne donnée sur la performance globale. Ils sont directement liés à la consommation en carburant, la vitesse et la portée de l’avion considéré.

Le centre d’intérêt de ce projet porte sur l’architecture électronique de la tête de réception RF. L’objectif principal étant de ramener l’équipement radio de l’avion aussi proche que possible à l’antenne afin de minimiser le poids des câbles de transmission et la complexité du circuit. Ceci demande une réduction drastique de l’équipement radio. Pour cela, les prérequis du récepteur au niveau système doivent être investigués selon la largeur de bande, débit binaire, etc. afin d’identifier les applications pour les quelles ces réductions vont être réalisables et bénéfiques.

De ce fait, l’emphase a été portée sur une analyse sur les différentes topologies qui peuvent satisfaire les spécifications. Pour chaque architecture, la tête de réception a été étudiée par rapport aux pré-requis circuit/composant. Pour chaque cas de figure, la performance, le cout, et les analyses techniques du risque sont discutés. Ensuite, la conception et le prototypage des composants clés de la tête de réception choisie sont investigués. La technologie multicouche LTCC est ensuite envisagée pour un plus grand risque mais plus avantageuse d’un point de vue réduction de volume. Au final, nous avons intégré et testé la tête de réception, d’abord en caractérisant chaque composant à part puis en considérant le sous-système global.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment of the requirements for degree of doctor of philosophy". Bibliographie : pages 147-150.
Mots-clés libres: Radio Récepteurs et réception Conception et construction. Filtres électriques Conception et construction. Céramique électronique. Avions Antennes de radio. Avions Équipement radio. Avionique. filtre, multistandard, récepteur, réception, tête, systèmes avioniques, technologie LTCC, coupleur-filtre bi-bande
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Kouki, Ammar B.
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 23 oct. 2015 18:26
Dernière modification: 10 déc. 2016 16:58
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1527

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