Oscillateurs à Résonateurs Non Linéaires

Sujets de thèse 2014

Intitulé de la thèse
Oscillateurs à Résonateurs Non Linéaires
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : Chaire DEFIS-RF
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Informatique, électronique
Domaine de compétences secondaire (pour l’ABG) : Physique
Spécialité de doctorat : Electronique des hautes fréquences, Photonique et Systèmes

Lieu de travail
Laboratoire Xlim – UMR CNRS 7252 – 123 Av Albert Thomas, 87060 LIMOGES
Date Limite de candidature : 15/06/2014
Laboratoire d’accueil : XLIM/MINACOM

Présentation de l’équipe de recherche
Le département MINACOM regroupe 31 permanents et 45 doctorants et est organisé autour de trois équipes étroitement liées: MINT, OPTOPLAST et MACAO. Les travaux se dérouleront dans l’équipe MIcro et Nano structures pour les Télécoms (MINT) qui développe de nouvelles technologies permettant la micro fabrication de composants comme les MEMS et l’intégration de matériaux innovants pour des applications dans le domaine des microondes, de l’optique et de la biologie.

Résumé de la thèse en français
Les sources de signaux de haute pureté sont essentielles pour l’utilisation optimale de la bande passante autorisée. Actuellement, les arbitrages entre Q et la taille sont bien connus pour les sources de micro-onde mais récemment, l’utilisation des non-linéarités dans les résonateurs acoustiques permis une amélioration significative du bruit de phase des oscillateurs RF. En effet, l’utilisation de la réponse non linéaire en résulte forte pente de phase de la réponse de transmission des résonateurs et l’amélioration du bruit de phase. Pour l’instant, les premières démonstrations ont été faites sur des résonateurs acoustiques et sont donc limités à des fréquences VHF. Récemment, l’observation de ces effets dans résonateurs classiques à micro-ondes distribués à l’Université Purdue et XLIM ouvre la voie à la mise en œuvre de cette technique à fréquences plus élevées. L’objectif de ce travail sera d’explorer les implémentations possibles de ces résonateurs non – linéaires en utilisant varactors MEMS. Les étapes de progression comprennent la réalisation des premiers prototypes sur la base de travaux antérieurs sur les limiteurs de puissance de MEMS non linéaires, et leur caractérisation sous différents niveaux de polarisation et de signal. La dernière partie comprend la fabrication d’un prototype d’oscillateur.

Résumé de la thèse en anglais
High purity signal sources are essential for the optimal use of the allowed bandwidth. Currently, the trade-offs between Q and size are well-known for microwave sources. Recently, the use of non-linearities in acoustic resonators allowed significant improvement in phase noise of RF oscillators. Indeed, the use of the non-linear response results in sharp phase slope of transmission response of the resonators and improvement in phase noise. So far, the first demonstrations have been made on acoustic resonators and are therefore limited up to VHF frequencies. Recently, the observation of such effects in conventional distributed microwave resonators at Purdue University and XLIM xx] opens the way for higher frequencies implementations. The goal of this work package will be to explore possible implementations of such non-linear resonators using MEMS varactors. The progress steps include the realization of first prototypes based on previous works on non-linear MEMS power limiters, and their characterization under various bias and signal levels. The final part will include the fabrication of a prototype oscillator.

Description complète du sujet de thèse
Les sources de signaux de haute pureté sont essentielles pour l’utilisation optimale de la bande passante autorisée. Actuellement, les arbitrages entre Q et la taille sont bien connus pour les sources de micro-onde mais récemment, l’utilisation des non-linéarités dans les résonateurs acoustiques permis une amélioration significative du bruit de phase des oscillateurs RF. En effet, l’utilisation de la réponse non linéaire en résulte forte pente de phase de la réponse de transmission des résonateurs et l’amélioration du bruit de phase. Pour l’instant, les premières démonstrations ont été faites sur des résonateurs acoustiques et sont donc limités à des fréquences VHF. Récemment, l’observation de ces effets dans résonateurs classiques à micro-ondes distribués à l’Université Purdue et XLIM ouvre la voie à la mise en œuvre de cette technique à fréquences plus élevées. L’objectif de ce travail sera d’explorer les implémentations possibles de ces résonateurs non – linéaires en utilisant varactors MEMS. Les étapes de progression comprennent la réalisation des premiers prototypes sur la base de travaux antérieurs sur les limiteurs de puissance de MEMS non linéaires, et leur caractérisation sous différents niveaux de polarisation et de signal. La dernière partie comprend la fabrication d’un oscillateur de prototype.

Objectifs scientifiques de la thèse
Analyse, conception, réalisation et mesure d’oscillateurs à résonance non-linéaire pour les systèmes de télécommunication.

Compétences à l’issue de la thèse
A l’issue de la thèse, le docteur formé aura des compétences en en fabrication de composants MEMS en salle blanche, en conception et mesure de dispositifs actifs dans le domaine micro-ondes et en fiabilité des composants microélectroniques.

Mots clés (séparés par des virgules)
RF-MEMS, Oscillateurs RF, , capacités variables, conception, fabrication, mesure, télécommunications
Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : NON

Expérience/profil souhaité(e)
bac+5 (Master 2 ou ingénieur) en électronique des hautes fréquences

Modalité de dépôt des candidatures
CV + Lettre de Motivation

Directeur de thèse
Pierre Blondy
Adresse mail du directeur de thèse : [pblondy@xlim.fr

Téléphone Directeur de thèse : 0555457263

Co-directeur de thèse
Michel Prigent
Adresse mail du co-directeur de thèse : prigent@brive.unilim.fr
Cofinancement LABEX SigmaLIM demandé : NON
Thèse pour Action transverse : NON

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