Antennes et dispositifs hyperfréquences millimétriques ultrasouples reconfigurables à base de Microsystèmes Magnéto-Electro-Mécaniques (MMEMS) : conception, réalisation, mesures

• Main Author: Hage-Ali, Sami
• Language: FRE
• Published: Ecole Centrale de Lille 2011
• Subjects: [SPI] Engineering Sciences; Antenne accordable en fréquence; Elastomère PDMS; Antenne millimétrique; Antenne reconfigurable; Polymère ultrasouple; Electronique souple; Balayage angulaire; Déphaseur; Electromouillage; Microsystème magnétique
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00638181; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/63/81/81/PDF/hage_Ali_Sami_DLE.pdf

Il y a à l'heure actuelle un grand besoin d'antennes reconfigurables dans la bande des 60 GHz pour des applications de télédétection et de télécommunications sans fil très hauts débits. Les solutions traditionnelles de reconfiguration sont basées sur des semiconducteurs ou des composants RF-MEMS, qui connaissent un coût, une complexité et des pertes croissantes en bande millimétrique. Dans cette thèse, une approche originale a été développée : elle est basée sur la reconfiguration mécanique d'antennes et dispositifs millimétriques microrubans sur substrat élastomère ultrasouple PDMS grâce à des actionneurs MEMS grands déplacements. Premièrement, les choix de conception, la technique de simulation éléments finis (HFSS), et surtout la microfabrication d'antennes sur membrane PDMS ainsi que les techniques de mesure en impédance et rayonnement sont abordés.Deux axes ont ensuite été étudiés : les antennes accordables en fréquence, et les antennes et composants pour le balayage angulaire (déphaseurs et antennes à balayage mécanique de type scanner). Des procédés technologiques innovants ont été développés (reports de métallisations épaisses biocompatibles et d'aimants permanents en couches minces sur membrane PDMS) et différentes techniques d'actionnement (pneumatique, magnétique, par électromouillage) ont été mises en œuvre. Les performances en terme d'accord en fréquence (8,2 %) et de balayage angulaire (-90/+100°) dépassent l'état de l'art des antennes du même type en bande millimétrique, et ceci en utilisant une technologie peu complexe, ultra bas-coût et prometteuse pour la montée en fréquence.