Conception, réalisation et test de micro-commutateurs micro-electromécaniques et application aux circuits hyperfréquences reconfigurables

Discipline

Électronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

polarisation, filtres et filtrage, dispositifs microondes, commutation (électricité), microélectronique, systèmes microélectromécaniques (MEMS)

Mots-clés

Systèmes microélectromécaniques - Thèses et écrits académiques,

Commutation (électricité) - Thèses et écrits académiques,

Mécatronique - Thèses et écrits académiques

La technologie MEMS pour les applications hyperfréquences, s'est développée depuis quelques années avec pour objectif d'améliorer les performances des circuits et dispositifs microondes. De nombreux composants ont été développés, démontrant alors une importante réduction des pertes et une plus grande linéarité que leurs principaux concurrents: les composants semi-conducteurs. Notre étude a porté donc sur la conception d'un micro-commutateur et son intégration dans des circuits microondes reconfigurables. Dans un premier temps, nous présentons dans le manuscrit un état de l'art de la technologie MEMS et des composants hyperfréquences qui en résultent. Le fonctionnement de commutateurs micromécaniques y est plus particulièrement étudié. Les principaux atouts et limitations sont également présentés avec quelques domaines d'application où ces composants peuvent contribuer à une amélioration de performances. La seconde partie de ces travaux est dédiée à la conception mécanique et électromagnétique d'un microcommutateur à contact ohmique. L'objectif de cette étude était de réaliser un composant fiable avec de bonnes performances. L'optimisation de ce composant y est présentée, validée par des performances mécaniques et électriques des dispositifs réalisés. La dernière partie de ces travaux concerne le développement de nouvelles topologies de circuits hyperfréquences reconfigurables équipés de micro-commutateurs à contact ohmique. Nous y présentons trois applications dont la conception de filtres passe-bande avec un accord discret sur une large plage de fréquences (20% et 44% d'accord). Nous montrons également comment maintenir les pertes de ces dispositifs à un faible niveau, en conservant les facteurs de qualité de ces composants reconfigurables à une valeur élevée.