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Subject Item

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X band voltage controlled oscillator conception and realization, using MEMS varactor, for a spatial application

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Oscillateurs Thèses et écrits académiques Stabilité Bruit -- Spectres Bruit de phase TBH SiGe Modèle non linéaire

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Etude et réalisation d’un oscillateur bande X, contrôlé en tension, à varactor MEMS, pour application spatiale

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Etude et réalisation d’un oscillateur bande X, contrôlé en tension, à varactor MEMS, pour application spatiale

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This research work is dedicated to the design and realization of a 10 GHz voltage controlled oscillator. A feasibility study of the oscillator using MEMS varactor to control the oscillation frequency is realized. First chapter presents analysis methods enabling to simulate accurately all of circuit electrical characteristics before its realization : start-up conditions, steady-state and phase noise analysis. Second chapter presents the non linear modeling of the SiGe heterojonction bipolar transistor used to design the oscillator. Second part of this chapter shows low frequency noise modeling of this transistor, since it’s the major contribution of phase noise near the carrier. Thrid Chapter is devoted to the design of the final oscillator. The different design steps using tools presented in the first chapter and models presented in the second chapter are explained. This work leads to the realization of a fixed frequency oscillator and a voltage controlled oscillator respectively reaching phase noise of -119 dBc/Hz and -115 dBc/Hz @ 100 kHz from the carrier. Ce mémoire est consacré à l’étude et à la réalisation d’un oscillateur contrôlé en tension (OCT) à 10 GHz. Ce travail permet d’étudier la faisabilité d’un OCT utilisant des varactors MEMS pour accorder la fréquence d’oscillation. Le premier chapitre de ce mémoire montre les méthodes d’analyse de l’oscillateur utilisées pour simuler avec précision toutes les caractéristiques électriques du circuit avant son lancement en fabrication : analyses des conditions de démarrage, de l’état établi et du bruit de phase. Le deuxième chapitre décrit la modélisation non linéaire du transistor bipolaire à hétérojonction SiGe utilisé pour la conception de l’oscillateur. La seconde partie de ce chapitre montre la modélisation en bruit basse fréquence de ce transistor, contribution essentielle au bruit de phase près de la porteuse. Le troisième chapitre est consacré à la conception de l’oscillateur final. Les différentes étapes de la conception sont décrites en utilisant les outils d’analyse et les modèles expliqués aux premier et deuxième chapitres. Les réalisations d’un oscillateur à fréquence fixe puis d’un OCT à varactor MEMS présentant respectivement un bruit de phase de -119 dBc/Hz et -115 dBc/Hz @ 100 kHz de la porteuse constituent l’aboutissement de ce travail.

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Text

n18:P1001

n19:T1009

rdaw:P10219

2009

rdau:P60049

n6:1020