Dispersion Engineered Real-Time Analog Signal Processing Components and Systems

Avec la demande croissante pour une plus grande efficacité d'utilisation du spectre de fréquences et l'émergence de systèmes à bande ultra large (UWB) qui en découle, l'analyse d'environnements RF en temps réel est devenue d'une importance capitale. Traditionnellement, ceci est fait en utilisant des techniques d'analyse des signaux en temps réel basées soit sur une approche digitale, soit sur une approche analogique. Les appareils digitaux sont plus attrayants aux basses fréquences à cause de leur grande flexibilité, de leur taille compacte, de leur faible coût et de leur grande fiabilité. Par contre, aux plus hautes fréquences, notamment aux fréquences micro-ondes, les appareils digitaux ont des problèmes fondamentaux tels des performances faibles, un coût élevé des convertisseurs A/D et D/A et une consommation de puissance excessive. À ces fréquences, des appareils et systèmes analogiques sont requis pour des applications d'analyse des signaux en temps réel. À cause de leur mode d'opération fondamentalement analogique, ces systèmes sont appel´es analyseurs analogiques de signaux, et l'opération qu'ils effectuent est appelée analyse analogique de signaux (ASP). Cette thèse présente les plus récentes avancées au niveau des ASP. Le concept d'ASP est introduit au chapitre 1. La contribution de cette thèse au domaine des ASP est également présentée au chapitre 1. Le cœur d'un analyseur analogique de signaux en temps réel est une structure de délai dispersive (DDS). Dans une structure dispersive, la vélocité de groupe vg est une fonction de la fréquence, ce qui cause une dépendance en fréquence du délai de groupe. Par conséquent, un signal à large bande qui se propage le long d'une telle structure est sujet à un espacement dans le temps puisque ses différentes composantes spectrales voyagent avec différentes vitesses de groupes, et sont donc réarrangées dans le temps. En exploitant ce réarrangement temporel, les différentes composantes spectrales d'un signal à large bande peuvent être directement transposées dans le domaine temporel et peuvent alors être analysées en temps réel pour diverses applications. Ce concept, qui constitue le fondement des techniques ASP, est décrit au chapitre 2. En se basant sur ces principes de dispersion, le présent travail contribue au développement de nouveaux systèmes et composantes ASP ainsi qu'au développement de nouvelles DDS.