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Gestion dynamique de la génération de puissance en hyperfréquence pour des modulations numériques : application à l'optimisation des performances dun amplificateur millimétrique

FORESTIER Stéphane
Résumé : 

Les travaux présentés dans ce mémoire concernent dans un premier temps, létude des phénomènes de distorsion engendrés par la partie amplificatrice lors de l émission dun signal. La recherche menée permet de modéliser et de caractériser ces phénomènes non-linéaires dans le cas dun transistor P-PHEMT. L'analyse, validée par des mesures en puissance de type Load-Pull aux fréquences millimétriques, montre la dépendance de la linéarité en termes de conversion de phase par rapport aux impédances de fermeture aux accès et aux éléments non-linéaires intrinsèques du transistor (capacités CGS et CDS, transconductance GM). Il est démontré que pour certaines conditions de fonctionnement, des phénomènes internes de compensations entre non-linéarités existent et peuvent être exploités pour améliorer la linéarité de l'amplificateur. Létude proposée a mis également en évidence la nécessité de rechercher un compromis pertes dadaptation en entrée / linéarité. Le deuxième objectif que vise ce travail est de mettre en Suvre une méthode permettant dobtenir de manière optimale lensemble des performances en puissance de lamplificateur SSPAs : puissance de sortie, consommation et linéarité, en vue de lutilisation dune modulation numérique M-QAM pour des applications spatiales. La méthode proposée consiste en une gestion dynamique du comportement de lamplificateur par le biais de sa polarisation. Pour démontrer lintérêt de cette méthode, un amplificateur de puissance hybride à un étage a été conçu avec un transistor en technologie Power PHEMT à 19.8 GHz. Un système de détection denveloppe et de commande de polarisation en grille et en drain damplificateur a aussi été développé. Différentes comparaisons expérimentales sur les performances avec ou sans le système de commande de la polarisation de lamplificateur ont validé lintérêt de la méthode développée pour une modulation de type 16QAM.