Thesis defence of David Ouattara (RMS team): Design of phase shifters based on new architectures for mm-wave applications: 5G/6G & automotive radar

 

Conception de déphaseurs innovants pour des applications en bande millimétrique : 5G/6G et radars automobiles
Mots clés : 5G, radars automobiles, déphaseur, bande millimétrique
Les systèmes fonctionnant dans des bandes millimétriques sont maintenant une preuve pour satisfaire le besoin de taux de données pour les communications mobiles. Pour tirer pleinement parti de la bande passante offerte en bandes millimétriques, il est essentiel, d’une part, d’avoir des oscillateurs locaux permettant de balayer une large gamme de fréquences et, d’autre part, de changer la façon dont les terminaux et les relais fonctionnent pour répondre aux besoins énergétiques. Dans le cas des oscillateurs locaux à large bande, il s’agit de la production de COV à large tunabilité de fréquence, tandis que dans le cas de problèmes énergétiques, la solution est de focaliser le faisceau pour obtenir des communications point à point à faible énergie. Pour avoir une communication dynamique point à point requise pour les applications mobiles, il est nécessaire de pouvoir modifier l’orientation des faisceaux par commande électronique. Cela implique l’utilisation de tableaux de phases qui nécessitent des déphaseurs pour modifier la phase des signaux à transmettre ou à recevoir à chaque antenne. Dans l’ensemble, un déphaseur devrait être précis au niveau de la phase et avoir le facteur de mérite le plus élevé possible (le rapport entre le déphasage et la perte d’insertion). Dans la littérature, il existe des déphaseurs actifs et passifs. Les déphaseurs actifs sont les plus utilisés en raison de la simplicité de l’architecture et de leur géométrie compacte et peu coûteuse sur la surface de silicium. Cependant, ils souffrent d’une consommation élevée de courant continu, en raison de l’approche « circuit actif ». L’inconvénient de cette approche est qu’elle dégrade également la linéarité, limitant la puissance de transmission. Les déphaseurs passifs répondent aux problèmes de consommation de courant continu et de linéarité. D’autre part, ils ont une perte d’insertion élevée et utilisent une grande surface de silicium. L’objectif de la thèse est de travailler sur les phaseurs passifs, malgré les inconvénients mentionnés ci-dessus. Aussi, pour évaluer les déphaseurs passifs par rapport aux déphaseurs actifs, nous avons décidé de travailler à 120 GHz où les composants actifs commencent à montrer leurs limites au niveau de la consommation (en raison d’un rendement plus faible) et de la linéarité.