Conception d’un amplificateur haut rendement à modulation de charge active en technologie GaN pour application à la radionavigation par satellite

Discipline

Electronique des hautes fréquences, photonique et systèmes

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Satellite, Radionavigation, Galileo, Amplificateur de puissance, GaN HEMT, Modulation de charge active, Conception, LMBA, Rendement énergétique

Mots-clés

Amplificateurs de puissance,

Transistors à effet de champ à dopage modulé,

Nitrure de gallium,

Radio en navigation,

Satellites artificiels

Les applications de radio-navigation européenne , notamment au travers de la constellation de satellites Galileo, s’encrent dans une optique différente dans le registre de la conception des amplificateurs de puissance. Contrairement aux applications pour des satellites de télécommunication, le critère n’est alors plus la montée en fréquence, ni le besoin de répondre à d’importantes contraintes au niveau des variations d’amplitude des signaux. Cependant, en bande L, les contraintes au niveau de la bande passante, du rendement énergétique et de la linéarité restent des préoccupations majeures dans la conception de ces fonctions amplificatrices. Ces travaux de thèse proposent d’étudier les potentialités d’une architecture récente d’amplificateur à modulation de charge : le Load Modulated Balanced Amplifier (LMBA). Deux configurations de cet amplificateur sont introduites. Une première concerne l’étude d’une topologie « Doherty-Like », avec une polarisation en classe C de l’amplificateur de contrôle. Cette étude est validée expérimentalement au travers de la caractérisation d’un démonstrateur en configuration double entrée de 25 W en bande C. Ainsi, la combinaison des signaux en sortie de l’architecture est optimisée par des moyens numériques. Dans un second temps, une autre méthodologie, cette fois-ci avec un amplificateur de contrôle en classe AB est présentée. Le démonstrateur fonctionne dans la bande [1.2 – 1.4] GHz, qui englobe deux des bandes pour l’application Galileo. Cette étude est validée par la simulation et par la caractérisation en mode CW, avec une variation de la polarisation de grille de l’amplificateur de contrôle.