Nouveau déphaseur reconfigurable basé sur un guide d'onde intégré dans un substrat demi-mode

Dakam Wappi, Franky (2023). Nouveau déphaseur reconfigurable basé sur un guide d'onde intégré dans un substrat demi-mode. Mémoire. Gatineau, Université du Québec en Outaouais, Département d'informatique et d'ingénierie, 39 p.

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Résumé

Dans ce travail, nous proposons un nouveau déphaseur électriquement reconfigurable, basé sur un guide d'ondes intégré au substrat à demi-mode (HMSIW). Le GIS demi mode est une topologie de ligne de transmission guidée à excitation par demi mode permettant de réduire pratiquement de moitié la taille du circuit à guide d'ondes intégré au substrat (GIS). Cependant, les déphaseurs sont des dispositifs électroniques qui modifient la phase du signal de transmission pour une large gamme d'applications. La structure monocouche proposée, ne nécessite aucune couche de câblage pour le circuit de polarisation sur la carte de circuit imprimé. Son principe consiste à l'intégration dans le GIS demi-mode, trois lignes parallèles, chacune d'entre elles reliant le bord de la GIS qui, lui-même est relié à une diode PIN et à un stub radial. Nous présentons ici les résultats des mesures pour une bande de fréquence allant de 4,5 à 7 GHz, qui démontrent la concordance entre l'expérience théorique et les simulations. La perte d'insertion étant inférieure à -10 dB et le couplage de port étant inférieur à -2 dB pour les solutions de simulation et de mesure. Avec la conception proposée, les sept états des diodes PIN peuvent être validés selon leur état (ON et OFF), avec une adaptation à une large bande et une différence de phase relativement constante sur une large gamme de fréquences. L'un des principaux avantages de la conception proposée pour un composant hyperfréquence est la réduction des couches de polarisation supplémentaires dans les diodes PIN, ainsi que la réduction de la taille de la ligne de transmission par rapport à un GIS commercial. Dans la section en annexe, plusieurs logiciels de simulation sont utilisés pour une analyse plus complète impliquant davantage de valeurs de déphasage et d'études paramétriques.

In this work, we propose a new electrically reconfigurable phase shifter based on a half-wave substrate-integrated waveguide (HMSIW). HMSIW is a half-wave-excited guided transmission line topology that practically halves the size of the circuit (SIW). However, phase shifters are electronic devices that modify the phase of the transmission signal for a wide range of applications. The proposed single-layer structure requires no wiring layer for the bias circuit on the proposed printed circuit board. The principle consists of integrating three parallel lines into the HMSIW, each of which connects to the edge of the HMSIW, which in turn connects to a PIN diode and a radial stub. Here we present the results of our measurements over a frequency range from 4.5 to 7 GHz, demonstrating the agreement between theoretical experiments and simulations. Insertion loss was less than -10 dB and port coupling were less than -2 dB for both simulation and measurement solutions. With the proposed design, all seven PIN diode states can be validated (ON and OFF), with broadband matching and a relatively constant phase difference over a wide frequency range (44%). One of the main advantages of the proposed design for a microwave component is the reduction in additional bias layers in the PIN diodes, as well as the reduction in transmission line size compared with a commercial SIW. In the appendix section, two simulation programs are used for a more comprehensive analysis involving more phase shift values and parametric studies.

Type de document:	Thèse (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse:	Boutayeb, Halim
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Talbi, Larbi
Départements et école, unités de recherche et services:	Informatique et ingénierie
Date de dépôt:	11 avr. 2025 17:51
Dernière modification:	11 avr. 2025 17:51
URI:	https://di.uqo.ca/id/eprint/1767

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