Conception et réalisation de circuits de modulation micro-ondes à contrôle linéaire

Mtimat, Mohsen (2003). Conception et réalisation de circuits de modulation micro-ondes à contrôle linéaire. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La simulation des systèmes de communication à entrées et sorties multiples (multi-in multi-out: MIMO) nécessite la réalisation d'un émulateur de canal afin de tester et calibrer les algorithmes d'égalisation de signaux numériques. L'émulateur du canal est constitué, entre autres, d'un atténuateur et d'un déphaseur variables à contrôle linéaire. En effet, si ces modules ne sont pas linéaires, il sera impossible d'extraire le signal modulant de l'enveloppe. La linéarité de ces circuits garantit la réalisation d'une modulation d'amplitude ou de phase.

Ce travail propose, dans sa première partie, la conception et la réalisation d'un atténuateur variable à base d'une diode PIN. Le modèle de cette diode que nous suggérons est obtenu par l'analyse du coefficient de reflexion d'un circuit conçu pour cette fin. Le modèle trouvé décrit en bonne partie le comportement physique de la diode PIN.

Le deuxième volet de ce mémoire présente la conception et la réalisation d'un déphaseur à base d'une diode Varactor. La modélisation de cette diode est réalisée de la même façon que la diode PIN. Nous signalons que les modèles trouvés ne répondent pas intégralement aux caractéristiques physiques de ces diodes PIN et Varactor. Une amélioration des deux modèles proposés est nécessaire.

Contrairement aux techniques souvent utilisées, la procédure de linéarisation suggérée ne se base pas sur les caractéristiques (I/V) des semi-conducteurs. En effet, pour assurer la linéarisation, nous avons proposé de transformer le potentiel de contrôle des diodes utilisées par une méthode numérique. Les résulats obtenus par cette méthode sont acceptables et montrent que les dispositifs proposés permettent une atténuation et un déphasage linéaire en fonction de la tension de contrôle. Toutefois, cette technique peut être améliorée par l'utilisation d'une carte FPGA (Field Programmable Gate Array) qui permet de réduire les erreurs de calcul et le bruit.

Titre traduit

Microwave modulation circuits design with lineair control

Résumé traduit

The simulation of multi-in multi-out (MIMO) communication systems requires the realization of a channel emulator in order to test and calibrate equalization algorithms of digital signals. Channel emulator is composed of several modules among them an amplitude attenuator and phase shifter. These two components are generally time varying with linear control. In fact, when they are not linear, we can not extract the modulated transmitted signal. Circuit linearity allows modulator realization.

In the first part of this work, we propose the design and realization of a variable attenuator based on PIN diode. The proposed model for this diode is obtained by the analysis of the reflection coefficient of an adequate circuit. The obtained model describes mostly the physical behaviour of the PIN diode.

In the second part of this work, we suggest the design and realization of a phase shifter based on varactor diodes. The modeling of this diode is performed as in the case of PIN diode. We note that obtained models do not totally fit physical characteristics of PIN and varactor diodes. So, it is necessary to improve the two proposed models.

Our proposed linearization procedure is not based on the I/V semi-conductor characteristics. Indeed, we have suggested transforming diode control potential by a numerical method. Obtained results show that the proposed architectures allow linear attenuation and phase shifting. However, our procedure can be improved by the use of FPGA (Field Programmable Gate Array) which reduces the computation errors and noise power.

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. [131].
Mots-clés libres:	Attenuateur, Circuit, Controle, Dephaseur, Lineaire, Methode, Micro-Onde, Modulation, Numerique, Variable
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Kouki, Ammar B.
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt:	09 mai 2011 20:37
Dernière modification:	17 oct. 2016 23:43
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/760

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