Reconfigurable Multiplexer Concepts and Techniques for Space Applications

Sujets de thèse 2014

Intitulé de la thèse
Reconfigurable Multiplexer Concepts and Techniques for Space Applications
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : Chaire DEFIS-RF
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Sciences pour l’Ingénieur
Domaine de compétences secondaire (pour l’ABG) : Terre, univers, espace
Spécialité de doctorat : Electronique des hautes fréquences, Photonique et Systèmes

Lieu de travail
XLIM Limoges
Laboratoire d’accueil : XLIM/MINACOM

Présentation de l’équipe de recherche
Les domaines d’expertise du département MINACOM concernent le développement ou l’utilisation de méthodes avancées de conception et la mise au point de nouvelles technologies et moyens de caractérisation pour élaborer des composants et circuits originaux et innovants. Ces activités s’appuient sur l’ensemble des moyens technologiques de fabrication et de caractérisation de micro et nano composants et de dispositifs de l’électronique organique de la plateforme PLATINOM.Elles sont couramment menées en collaboration avec d’autres équipes du laboratoire et avec des partenaires institutionnels, académiques, ou industriels. Le département est organisé autour de trois équipes étroitement liées:
L’équipe MACAO développe un ensemble de techniques (méthodologies et outils associés) pour la conception optimisée de composants et circuits hyperfréquences. Des briques technologiques plus spécifiquement liées aux techniques développées sont également intégrées à cette équipe. L’équipe Micro et Nano structures pour les Télécoms développe de nouvelles technologies permettant la micro et nano 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. L’équipe Optoélectronique Plastique traite tous les aspects liés à la mise au point de composants plastiques (diodes électroluminescentes, transistors à effet de champ, cellules solaires) qui englobent les modélisations physiques, les réalisations et les caractérisations spécifiques.

Résumé de la thèse en français
L’objectif de cette thèse est de réaliser des multiplexeurs accordables à forts coefficients de qualité, pour charges utiles de satellites.
De nombreux travaux sont en cours actuellement pour mettre au point des techniques et technologies permettant de rendre des dispositifs de filtrage accordables, en fréquence centrale et/ou en bande passante. XLIM travaille actuellement, dans le cadre du laboratoire commun avec Thales Alenia Space (TAS) AXIS, sur ces dispositifs, avec le soutien du CNES.
Ces filtres sont cependant adaptés à 50 ohms à leurs accès, et ne pourront être intégrés sous cette forme dans des architectures classiques de multiplexeurs de sortie (OMUX), intégrant des manifolds en particulier. L’état d’avancement des travaux sur les filtres nous amène ainsi à travailler sur cette intégration dans des OMUX. Peu de travaux ont été publiés ou protégés sur ces dispositifs. Il est cependant démontré que par rapport aux techniques adoptées pour palier l’absence d’accordabilité sur ces OMUX, cette solution permettrait d’améliorer sensiblement le bilan de liaison de la transmission satellite.

Résumé de la thèse en anglais
The purpose of this thesis is to design and realize high quality factor tunable satellite multiplexers.
A number of works are now focused on technics and technologies developed on tunable microwave filters, able to modify their central frequencies and/or bandwidths during the satellite life. XLIM laboratory, in collaboration with Thales Alenia Space society and the national space center (CNES) are working on this kind of device.
These filters are always matched on 50 ohm Loads, and can’t be associated directly on output multiplexer architectures (OMUX); they are then generally integrated on a manifold waveguide, and are not matched after this integration. The recent results on tunable filters are significant and allow now to address this OMUX level. There isn’t yet any patent or important publications in this research field; nevertheless, the interest in such tunable OMUX would be important, as this solution would allow to increase significantly the performance of the satellite link.

Description complète du sujet de thèse
Dans le cadre de cette thèse, une première phase consistera à évaluer les potentialités et efficacités des différentes architectures de multiplexeurs (IMUX et OMUX) à être rendues accordables. Les solutions de filtrages en développement à XLIM, accordables sur 2 états, se prêtent naturellement à un accord du guide manifold, par une commande commune à celle du filtre accordable. Cette piste est donc déjà identifiée comme étant d’intérêt, mais elle sera confrontée à d’autres solutions dans le cours de la première année d’étude. A l’issue de cette phase, une architecture sera sélectionnée, puis un multiplexeur multi-canaux sera synthétisé de manière à mesurer son potentiel. Un dispositif comportant 3 voies sera enfin conçu et réalisé.
L’objectif à terme est de disposer de filtres continument accordables en fréquence centrale et bande passante, intégrés dans des multiplexeurs, pour permettre une flexibilité maximale en cours de mission. Un objectif de la thèse sera de travailler sur des versions intégrées à modes duaux.
Les travaux de thèse comporteront des aspects théoriques, de la modélisation, de la conception de dispositifs, le suivi de leur réalisation technologique, et leur test.

Objectifs scientifiques de la thèse
l’objectif de la thèse sera de montrer la faisabilité d’une fonction de multiplexage microonde accordable.

Compétences à l’issue de la thèse
A l’issue de la thèse le candidat aura acquis des compétences en synthèse de dispositifs de filtrage et de multiplexage, dans l’utilisation d’outils de conception, dans la réalisation et le test de dispositifs microondes.

Mots clés (séparés par des virgules)
filtres microondes , multiplexage microondes, charges utiles flexibles pour satellite
Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : OUI

Expérience/profil souhaité(e)
circuits micro-ondes, hyperfréquence, électronique analogique

Directeur de thèse
Serge Verdeyme
Adresse mail du directeur de thèse : serge.verdeyme@unilim.fr
Téléphone Directeur de thèse : 33 5 55 45 72 63

Co-directeur de thèse
Olivier Tantot
Adresse mail du co-directeur de thèse : olivier.tantot@xlim.fr
Téléphone co-Directeur de thèse : 33 5 55 45 77 40
Cofinancement LABEX SigmaLIM demandé : NON

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