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Microélectronique, électromagnétisme, photonique, hyperfréquences
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Soutenance de thèse de Nhu Huan NGUYEN

Publié le 1 décembre 2021
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Soutenance 6 décembre 2021 | Plan d'accès
Soutenance de thèse de Nhu Huan NGUYENpour une thèse de DOCTORAT de l' Université de  Grenoble Alpes , spécialité  " OPTIQUE ET RADIOFREQUENCES ", intitulée:
Amphi Z307 PHELMA /MINATEC & VIDEO CONFERENCE
3 rue Parvis Louis Néel 38016 GRENOBLE Cedex 1

Étude et conception de composants en technologie guide d'ondes intégré au substrat creux

Nhu Huan NGUYEN

Nhu Huan NGUYEN

Lundi 6 Décembre  2021 à 14h
 
Mots-clés:  
Guide d'ondes intégré au substrat creux (AFSIW),Guide d’onde intégré au substrat creux a barreau diélectrique (SAFSIW),Système antennaire,Composants passifs

Résumé :
Depuis une vingtaine d’années, le guide d’ondes intégré au substrat (SIW en anglais) a démontré ses nombreux avantages pour le développement de circuits et systèmes intégrés à hautes performances dans les bandes RF, micro ondes, et millimétriques. Le SIW hérite des caractéristiques du guide d’ondes métallique et de la ligne micro ruban comme un faible coût, une taille compacte, un blindage intrinsèque, une facilité d’intégration, et une bonne dissipation thermique. Afin d’améliorer les performances du SIW, le SIW creux (AFSIW en anglais) a été introduit en 2014. En utilisant de l’air pour transmettre le signal électromagnétique, l’AFSIW réduit significativement les pertes diélectriques. Grâce à cela, la capacité de tenue en puissance ainsi que le facteur de qualité d’une structure AFSIW sont augmentés. Depuis son introduction, de nombreux travaux ont été investis pour développer cette nouvelle technologie. Cependant, la plupart des recherches se sont concentrées uniquement sur la couche centrale pour réaliser la conception des fonctions hyperfréquences, les couches du dessus et du dessous n’étant utilisées que pour fermer la structure. Hors, l’AFSIW étant une structure multicouche, il reste plusieurs degrés de liberté à exploiter pour accroître la densité d’intégration et pour mettre à profit les couches du dessus et du dessous. Dans le cadre de cette thèse, la couche centrale ainsi que les couches du dessus et du dessous sont exploitées et utilisées afin de développer de nouvelles fonctions hyperfréquences.
Concernant le degré de liberté offert par la couche creuse au centre, une structure alternative que nous avons nommée AFSIW à barreau diélectrique (SAFISW en anglais) a été introduite dans le cadre de cette thèse. Elle offre un bon compromis entre le SIW traditionnel et l’AFSIW en termes de pertes et d’empreinte, mais avec une bande passante monomode plus large. Basés sur le SAFSIW, de nombreux composants ont été développés et prototypés comme le SAFSIW à demi mode, des déphaseurs compensés à large bande, et des antennes. Ce type de déphaseurs et d’antennes ont été ensuite conjointement intégrés ensemble pour concevoir un réseau d’antennes mono-pulse.
Concernant le degré de liberté offert par la structure multicouche, une nouvelle structure multiport appelée jonction T magique aux ports delta équilibrés (balanced delta port magic tee en anglais) a été introduite avec des analyses théoriques. Cette structure donne une capacité de tenue en puissance plus haute que celle de la jonction T magique traditionnelle. Utilisant cette topologie, de nombreux diviseurs/combineurs de puissance avec les sorties/entrées isolées ont été étudiés et démontrés, comprenant des solutions résistives et absorbantes. Les diviseurs/combineurs de puissance utilisant l’absorbant donnent un niveau d’isolation sur une large bande et une tolérance aux erreurs de fabrication, qui sont deux facteurs importants dans un processus de production en série.
En plus, un réseau d’antennes mono pulse multicouche et une matrice de Butler multicouche ont été développés, illustrant la mise à profit de la structure AFSIW multicouche.
Cette thèse vise à élargir et enrichir la bibliothèque de composants de la plateforme technologique AFSIW, en exploitant de nouveaux degrés de liberté, pour le futur développement de circuits et systèmes à haute performance dans les bandes millimétriques.

Membres du jury :
  • Tan Phu VUONG, PROFESSEUR DES UNIVERSITES - GRENOBLE INP : Directeur de thèse
  • Ke WU ,PROFESSEUR - Ecole Polytechnique de Montréal : CoDirecteur de thèse
  • Anne VILCOT, PROFESSEUR DES UNIVERSITES - GRENOBLE INP : Examinateur
  • Anthony GHIOTTO, Maître de conférence HDR - BORDEAUX INP : Examinateur
  • Jean-Jacques LAURIN, PROFESSEUR - Ecole Polytechnique de Montréal : Examinateur
  • Mohammad S. SHARAWI, PROFESSEUR - Ecole Polytechnique de Montréal : Examinateur
  • Hervé AUBERT, PROFESSEUR DES UNIVERSITES - TOULOUSE INP : Rapporteur
  • Elodie RICHALOT,  PROFESSEUR DES UNIVERSITES - UNIVERSITE GUSTAVE EIFFEL : Rapporteur

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Partenaires

Thèse préparée  dans le laboratoire  IMEP-LaHC (Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique - Laboratoire d'Hyperfréquences et de Caractérisation) sous la direction du Pr. Tân-Phu VUONG, Directeur de thèse  et en  Co-tutelle avec l'université "Polytechnique Montréal" (CANADA) sous la direction de Ke WU , co-directeur.

mise à jour le 4 janvier 2022

anglais
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