Conception, réalisation et test de déphaseurs micro-ondes intégrant une technologie MEMS

Discipline

Électronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

dispositifs microondes, commutation (électricité), électronique de puissance, déphaseurs, systèmes microélectromécaniques (MEMS)

Mots-clés

Systèmes microélectromécaniques - Thèses et écrits académiques,

Commutation (électricité) - Systèmes microélectromécaniques - Thèses et écrits académiques,

Déphaseurs - Thèses et écrits académiques

Les structures MEMS concernées par cette thèse sont des capacités commutées de type cantilever pouvant être utilisés pour une fonction de déphasage. L'un des enjeux de cette thèse est la tenue en puissance. En effet, soumis à des signaux de forte puissance, la bonne commutation des MEMS est entravée lorsque des phénomènes de défaillance tels que l'auto maintien et l'auto actionnement apparaissent. Ces phénomènes ont été pris en compte pour établir une méthode de conception basée sur une approche analytique, permettant de dimensionner de façon optimale des capacités commutées MEMS. Des structures ont ainsi été réalisées en salle blanche pour valider ces calculs. Les mesures des tensions de relâchement de ces structures ont permis de constater une bonne tenue en puissance. Des capacités commutées MEMS ont été implémentées le long d'une ligne de transmission de manière à constituer des cellules de déphasage. Les résultats prometteurs de ces dispositifs en terme de précision de phase et de tenue en puissance sont complétés par des mesures effectuées pour déterminer le temps de chargement du diélectrique avant défaillance. Un modèle couplant mécanique et micro-ondes a été utilisé pour prédire les erreurs de phase, qu'elles soient liées aux imperfections inhérentes à la fabrication ou qu'elles soient engendrées dans le cas extrême de poutres défaillantes. Ce modèle a aussi permis de calculer les intermodulations d'ordre 3 et laisse présager une excellente linéarité des composants.