ÉTUDE ET CONCEPTION DE FILTRES HYPERFREQUENCES À BASE DE NOUVEAUX MATÉRIAUX

Abstract

::::::::::::::::résumé en français:::::::::::: L'objectif fondamental de cette thèse comprends deux étapes, la première est de concevoir et fabriquer des filtres hyperfréquences modernes à base de Métamatériaux, en technologie micro ruban ou guide d’onde coplanaire pour les réseaux de communications sans fil modernes. La deuxième étape est d’introduire des composantes électroniques (les diodes PIN) à ces filtres réalisés afin de les rendre reconfigurable dans la fréquence de résonance. Plusieurs structures de filtres Métamatériaux ont été développés, simulés et réalisés : la première structure est un filtre à bandes de réjections, composée d’une seule cellule unitaire de ligne micro-ruban chargée avec SRR unique (une seule bague) et CSRR. La deuxième est un filtre Métamatériaux coupe-bandes reconfigurable en fréquence en technologie guide d’onde coplanaire chargé avec SRR ou RSR, permettant de basculer entre un mode de fonctionnement d’une seule bande de réjection en un mode de fonctionnement double bande de réjection, à base des switch de commutations polarisés électriquement (les diodes PIN D1 et D2). Les filtres Métamatériaux jugés plus originaux ont été fabriqués et mesurés. Les résultats expérimentaux et de calculs obtenus concordent bien avec ceux obtenus par les simulations avec HFSS validant ainsi les approches de conception proposées.

:::::::::::::résumé en arabe:::::::::::::::::

الهدف الأساسي من هذه الرسالة يتضمن مرحلتين ،الأولى هو تصميم وتصنيع مرشحات الميكروويف الحديثة القائمة على المادة فوق العادة ذات معامل انكسار سالب و تقنية الشريط الصغير أو الدليل الموجي متحد المستوى لاستخدامها في مجال شبكات الاتصالات اللاسلكية الحديثة. وتتمثل الخطوة الثانية في ادماج مكونات إلكترونية (الصمامات الثنائية) إلى هذه المرشحات المصممة في المرحلة الاولى لجعلها قابلة لإعادة التشكيل في تردد الرنين. تم تطوير العديد من هياكل المرشحات ومحاكاتها و فبركتها. الهيكل الأول هو مرشح نطاق الرفض ،ويتألف من خلية واحدة من خط الشريط الصغير محمل برنانات حلقية بها فجوة SRR (حلقة واحدة)ومكملتها CSRR .والثاني هو مرشح إيقاف النطاق قابل لإعادة التشكيل في تردد الرنين القائمة على تكنولوجيا الدليل الموجي متحد المستوى ،للتبديل بين طريقة التشغيل من إيقاف نطاق واحد الى ثنائي النطاق على أساس حالة الصمامات الثنائية المستقطبة كهربائياً (D1-D2).تم محاكاة المرشحات المصممة باستخدام.HFSS النتائج التجريبية والحسابية التي تم الحصول عليها متوافقة بشكل جيد مع النتائج التي تم الحصول عليها من خلال عمليات المحاكاة ،وبالتالي التحقق من مقاربات التصميم المقترحة. :::::::::::::::::résumé en anglais::::::::::::: The fundamental purpose of this thesis is two-step, the first is to design and manufacture modern microwave filters based on Metamaterials, micro-ribbon technology or coplanar waveguide for modern wireless communication networks. The second step is to introduce electronic components (PIN diodes) to these filters made to make them reconfigurable in the resonance frequency. Several Metamaterial filter structures have been developed, simulated and implemented: the first structure is a rejection band filter, composed of a single unit cell of micro-ribbon line loaded with single SRR (single ring) and CSRR. The second is a Frequency Reconfigurable Metamaterial filter in coplanar waveguide technology loaded with SRR or RSR, to switch from single-band-rejection operating mode to dual-band-rejection mode, based on the PIN diode electrically polarized (D1 and D2). Metamaterials filters considered more original were manufactured and measured. The experimental and computational results obtained are in good agreement with those obtained by the HFSS simulations, validating the proposed design approaches.