Dispositifs intégrés à très haute efficacité pour la gestion de l’énergie dans les émetteurs de télécommunications de 5ème génération (5G)

Discipline

Electronique des Hautes Fréquences, Photonique et Systèmes

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

5G, MmW, Sub-6GHz, Amplificateur de puissance, GaN, Envelope Tracking (ET), Average Power Tracking (APT), Modulateur de polarisation, DPD

Mots-clés

Amplificateurs de puissance - Innovation,

Systèmes à entrées multiples et à sorties multiples,

Antennes-réseaux,

5G (téléphonie mobile)

Les systèmes de télécommunications mobiles 5G sont structurés autour d’une architecture antennaire dite massive MIMO (Multiple Input Multiple Output), qui permet de connecter simultanément plusieurs utilisateurs avec à priori une meilleure qualité de connexion et une optimisation de l’énergie rayonnée. Le système MIMO nécessite le déploiement d’antennes réseaux (APAA: Active Phase Array Antenna) qui permettent la formation de faisceaux directifs dans le domaine millimétrique (bande Ka). Dans ces travaux de thèse, deux techniques d’amélioration du rendement des amplificateurs de puissance (ET: Envelope Tracking et APT: Average Power Tracking) sont explorées à travers différentes conceptions, différentes types d’analyses et caractérisations expérimentales. Dans un premier temps, la conception d'un PA à suivi d'enveloppe (ET), haut rendement pour les applications sub-6GHz est proposée, s’appuyant sur une méthodologie de conception spécifique, des simulations et caractérisations originales. Dans un deuxième temps, la conception d’un modulateur de polarisation, dans le contexte des PA millimétrique (bande Ka) pour les antennes MIMO est proposée dans une technologie GaN MMIC. Les simulations temporelles laissent prévoir des performances à l’état de l’art en termes de rendement et vitesse de commutation.