Face à l’explosion du trafic des télécommunications numériques et leurs volumes d’informations associés à transmettre, les bandes passantes nécessaires pour satisfaire aux contraintes de débit deviennent de plus en plus larges. Les formats de modulations deviennent eux aussi de plus en plus complexes imposant de nouvelles contraintes de linéarité, de puissance et de consommation aux amplificateurs de puissance des chaînes émission soumis à des signaux multiporteuse modulés. La conception de ces amplificateurs passe donc par la caractérisation et/ou la modélisation des effets non linéaires des composants le constituant. La connaissance et l’identification de ces effets suppose de travailler dans le domaine temporel pour prendre en compte les effets mémoire liés aux largeurs de bande passante mis en œuvre. Ce mémoire de thèse présente donc une étude théorique et expérimentale de la conception d’un outil de caractérisation avancé de dispositifs microondes dans le domaine temporel. Cet outil est fondé sur la mise en œuvre d’un nouveau récepteur utilisant le «sous-échantillonnage large bande ». Ce récepteur a été associé à un banc complet de caractérisation de dispositifs non linéaires soumis à des signaux radiofréquences modulés large bande (160 MHz) de forte puissance (50 Watts). Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet Lipsys soutenu par le pôle de compétitivité Elopsys.