LTCC-based impedance tuner using liquid metal for reconfigurable microwave circuits

Amor, Ines (2021). LTCC-based impedance tuner using liquid metal for reconfigurable microwave circuits. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Reconfigurability in Radiofrequency/Microwave domain is a trend and an active development field in the scientific research framework due to the evolution of the telecommunication and wireless system as well as connected devices in our daily life. These devices require more and more components operating at high frequencies with wide bands. Those requirements let us in need for an automated and reconfigurable technology that allows parameters adjustment in order to fit the needed specifications.

In this context, as the impedance matching networks are important for Radiofrequency/Microwave circuits design, we have developed our idea with the aim of designing a reconfigurable liquid metal tuner, which allows the matching up to 10 GHz in frequency. The development of this tuner is based on a cavity cell’s design.

The resulting cell is implemented on a grounded coplanar waveguide transmission line. For the tuner reconfigurability, the cell admits 2 distinct states: empty cavity (air) and liquid metalfilled cavity. Therefore, the tuner is made up of 8 cascaded cells resulting the generation of 28 possible cases.

The development of the liquid metal called Galinstan, which exhibits non-toxic Characteristics comparing to Mercury characteristics used previously, has allowed us exploiting it within the framework of our project and discovering the advantages and drawbacks that it shows. In addition, we have studied the way to handle and package it.

Titre traduit

Adaptateur d’impédance basé sur la technolgie LTCC utilisant le métal liquide dédié aux circuits micro-ondes réconfigurables

Résumé traduit

La reconfigurabilité dans le domaine de la RF/Micro-ondes est une tendance et un champ de développement en activité dans le cadre de la recherche scientifique vu l’évolution de la télécommunication et les systèmes sans fils ainsi que les appareils connectés dans notre vie quotidienne. Ces appareils nécessitent de plus en plus des composants fonctionnant en des hautes fréquences et sur des larges bandes. Ce qui fait appel à un besoin d’avoir technologie automatisée et reconfigurable permettant l’ajustement des paramètres afin de répondre aux spécifications exigées.

Dans ce contexte et vu l’importance des réseaux d’adaptation d’impédance dans la conception des circuits RF/Micro-ondes, nous avons développé nos idées dans le but de concevoir un tuner reconfigurable à base de métal liquide qui permet d’adapter des systèmes allant jusqu’à 10 GHz en fréquence. L’élaboration de ce tuner est basée sur la création d’une cellule à cavité.

La cellule résultante est établie, dans le fond, sur une ligne de transmission GCPW (grounded coplanar waveguide). Afin d’appuyer la notion de la reconfigurablilité, la cellule admet 2 états distincts; cavité vide (air) et cavité remplie avec un métal liquide. Cependant, le tuner est constitué par 8 cellules cascadées permettant la génération de 28 cas de comportement possibles.

Le développement du métal liquide nommé Galinstan, qui présente des caractéristiques non toxiques comparant à celles du Mercure utilisé auparavant, nous a permis de l’exploiter dans le cadre de notre projet et de découvrir les avantages et les inconvénients qu’il dispose. En outre, nous avons étudier la façon avec laquelle on peut le manipuler et le conserver.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thesis m. Eng. Presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment of the requirements for the degree of master in electrical engineering with thesis". Comprend des références bibliographiques (pages 63-65).
Mots-clés libres:	réconfigurabilité, domaine de radiofréquence/micro-ondes, réseaux d’adaptation d’impédance, tuner fluidique et reconfigurable, ligne de transmission GCPW, métal liquide, Galinstan
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Kouki, Ammar B.
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt:	17 janv. 2022 18:45
Dernière modification:	02 nov. 2022 13:42
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2840

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