Commutateurs MEMS RF hautes fréquences, fortes puissances

Discipline

Electronique des Hautes Fréquences, Photonique et Systèmes

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

MEMS RF, Contact ohmique, Plusieurs contacts, Fiabilité, Forte puissance

Mots-clés

Commutation (électricité),

Systèmes microélectromécaniques,

Radiofréquences

De nos jours, diverses solutions (diode PIN, transistor FET, relais électromécaniques…) existent afin de réaliser différentes fonctions de commutation. Cependant, avec l’arrivée de la 5G et l’augmentation du nombre de stations de base, il devient nécessaire de concevoir des commutateurs peu encombrants, large bande, forte puissance et consommant très peu d’énergie. C’est dans cette optique que s’inscrivent les travaux de recherche relatés dans ce manuscrit. Ils ont pour objectif de développer des commutateurs microscopiques (SPST) en parallélisant deux, puis trois membranes MEMS RF, dans le but de démontrer la capacité de cette technologie à monter en puissance sur une large gamme de fréquences. Une étude poussée a été réalisée sur le commutateur SPST 2x1 (DC – 50 GHz). Elle a montré l’intérêt de multiplier le nombre de contacts ohmiques pour diviser les courants radiofréquences afin d’améliorer la tenue en puissance du composant, sans qu’elle soit réduite en augmentant la fréquence. La caractérisation en puissance a notamment démontré une bonne fiabilité (cyclage et maintien) pour des niveaux de puissance situés entre 8.2 et 12 W de 1 à 15.7 GHz. Le but final étant d’intégrer notre commutateur à l’intérieur de chaînes d’émission/réception des systèmes de télécommunications, un commutateur SPDT 2x1 a par la suite été conçu. La manière dont il est relié à une carte PCB a également été étudié afin de conserver ses performances radiofréquences et rendre son intégration beaucoup plus facile. Ainsi, une transition Flip-Chip a été proposée au détriment d’une liaison classique par Wirebonding.