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Agenda

02/07/2016

Soutenance de thèse de doctorat de Mohamed-Ali BOUJEMAA



Soutenance de thèse de doctorat le 02/07/2016 à 09H00 , à l'amphi 2 de Sup'Com.


Intitulé : Modélisation et simulation des non linéarités d'éléments piézoélectriques en HF Application à la caractérisation des filtres BAW

Présenté par : Mohamed-Ali BOUJEMAA  



Jury


Président

M. Adel GHAZEL

Professeur à SUP’COM

 

 

 

Examinateur

M. Lotfi OSMAN

Maître de Conférences à SUPCOM de Tunis

 

Rapporteurs

M. Adnane ABDELGHANI

Professeur à l'INSAT de Tunis

 

Madame Habiba OUSLIMANI

Professeur à l'Université de Paris X, France

 

Directeur de thèse

M. Fethi CHOUBANI

Professeur à SUP’COM

 

M. Mohamed MABROUK

Maître Assistant, HDR, à l'ISETCOM de Tunis


Résumé


Le travail de cette thèse concerne la caractérisation et l’analyse du comportement des filtres BAW quand ils sont soumis à de grandes puissances RF/Microondes avoisinant une dizaine de Watts. Ces filtres BAW sont très sélectifs du fait de leurs bons facteurs de qualités et sont donc intéressants pour les systèmes de transmission. Ils commencent par ailleurs à être intégrés sur Silicium. C’est leur position à côté des antennes qui fait qu’ils doivent véhiculer d’importantes puissances de 1 à 10.0W (+30.0 à +40.0 dBm) avec le risque de les voir atteindre, plus ou moins rapidement, leur zone de fonctionnement non linéaire. C’est pourquoi nous avons essayé de les caractériser en puissance RF pour analyser la fiabilité de ces dispositifs BAW. Nos dispositifs caractérisés en puissance RF microonde sont à base de résonateurs Solidily Mounted Resonator (SMR) dont le principe consiste à disposer sous l'empilement "électrode/film piézoélectrique/électrode" un ensemble de couches dont l'impédance acoustique est alternativement forte et faible. Les ondes sont alors réfléchies vers la surface active, limitant ainsi les pertes acoustiques dans le substrat. Les valeurs typiques des caractéristiques des matériaux utilisés dans la fabrication de ces résonateurs sont mentionnées. Plusieurs travaux ont été consacrés à la caractérisation thermique et au vieillissement de ces dispositifs et ont confirmé leur potentialité et leur viabilité d’utilisation en présence de signaux de puissances Microondes. Ainsi nous avons développé un banc spécifique de mesure en puissance pour la caractérisation sous pointes de ces nouveaux types de résonateurs FBAR composant nos filtres BAW pour applications en radiocommunications autour de 2.0GHz. Nous avons pu mesurer la puissance à 1.0dB de compression ainsi que les produits d’intermodulation d’ordre 3. Nous avons élaboré un modèle non linéaire de ces dispositifs en nous basant sur nos mesures et le modèle MBVD. Ces modélisations sont soit basées sur la structure physique du résonateur, soit sur son comportement électrique équivalent tel que le modèle MBVD, dont les paramètres dépendent uniquement des caractéristiques mécaniques et géométriques de la couche piézoélectrique et dont les équations reliant les paramètres électriques aux paramètres physiques sont décrites. Nous avons implémenté notre modèle non linéaire sur le simulateur ADSTM et avons développé une interface graphique GUI sous MATLAB qui nous permet d'identifier les valeurs des éléments localisés du modèle MBVD. Différents modèles ont permis d'effectuer une modélisation polynomiale sous la forme d'un polynôme , ou une interpolation ) permettant de réduire les coefficients à deux ( , ). Les performances de ces deux modèles ont été validées par simulation sous le logiciel ADS™. Il est maintenant possible d’extrapoler à partir de notre modèle le comportement de ces filtres à plus fortes puissances.


Mots-clés


Résonateurs BAW et SMR, Filtre Passe Bande, Caractérisation en puissance, Non linéarités, Modèle MBVD.