Six-Port Technology for Millimeter-Wave MIMO Systems

Les taux de transmission des systèmes de communication sans-fil modernes augmentent. De nouvelles bandes de fréquences et de nouvelles technologies sont exploitées pour supporter de hauts taux de transmission. La bande d'ondes millimétriques est une bonne candidate pour supporter des taux de transmission de l'ordre des Gbps. De plus, la technologie à entrées/sorties multiples (MIMO) ouvre la porte à des systèmes de communication à bas coût à haut taux de transmission. Le récepteur hétérodyne standard est utilisé dans plusieurs systèmes de communication, puisqu'il présente une grande sélectivité et une grande sensibilité. Par contre, le récepteur à conversion directe permet un meilleur niveau d'intégration en diminuant le nombre de composants des circuits. Parmi les récepteurs à conversion directe, ceux à six ports ont un circuit passif qui sert d'interferomètre. La diversité additionnelle est produite par les sorties en quadrature, qui sont des combinaisons linéaires du signal d'entrée et du signal de référence. Les guides d'onde intégrés au substrat (SIW) peuvent être facilement intégrés à des circuits planaires. La conception est simplifiée puisqu'il existe des méthodes de conception de guides d'ondes traditionnels. Un système MIMO à six ports de type SIW est présenté dans cette dissertation. Premièrement, un diviseur de puissance et un coupleur hybride de type SIW sont présentés. L'implémentation de ces circuits, basée sur les règles de conception des structures SIW, est réalisée une bande de fréquence d'intérêt. Plusieurs paramètres critiques peuvent être manipulés pour contrôler les performances du diviseur de puissance et du coupleur hybride. Une transition de la structure SIW à la ligne micro-ruban est conçue pour permettre des mesures. Les résultats de simulation du circuit démontrent que celui-ci offre une bonne performance. Deuxièmement, à partir du diviseur de puissance et du coupleur hybride, le circuit à six ports est présenté. Trois types d'architechtures sont comparées, et l'une d'elles est choisie pour le système de démonstration. Les résultats de simulation et les résultats expérimentaux concordent, et guarantissent une bonne performance du circuit proposé et du système de communication sans-fil dans lequel le circuit est intégré. Finalement, le système de 2×2 ports est présenté. Il n'y a pas de couplage réciproque entre les deux récepteurs lorsque le critère de propagation de Rayleigh dans la ligne de visée est respecté.