Conception et modélisation de circuits monolithiques à diode Schottky sur substrat GaAs aux longueurs d'onde millimétriques et submillimétriques pour des récepteurs hétérodynes multi-pixels embarqués sur satellites et dédiés à l'aéronomie ou la planétologie.
Résumé
This research work proposes a novel approach and topology of a compact two-pixel heterodyne integrated receiver front-end working at room temperature dedicated to planetary and atmospheric sciences. Large arrays of millimeter and submillimeter wave heterodyne Schottky diode-based receivers can offer higher mapping speed and mapping consistency while avoiding the use of cryogenic receivers in planetary and atmospheric sciences. Only highly integrated components make building large array heterodyne receivers possible. One solution consists in integrating in the same mechanical block a frequency multiplier and one or several mixers to create a compact sub-array. We studied a configuration featuring one single solid state LO source pumps two mixers simultaneously by using an in phase waveguide power divider. The mixers and the frequency multiplier are integrated in a same waveguide block to reduce the extra LO losses. This compact topology could be applied for higher frequency and extended linearly for larger array heterodyne receiver.
Ce travail de recherche propose une nouvelle approche et la topologie d'un récepteur hétérodyne en ondes millimétriques intégré à deux pixels fonctionnant à la température ambiante, dédié aux sciences planétaire et de l'atmosphère. Des récepteurs hétérodynes multi-pixels à diode Schottky aux longueurs d'onde millimétriques et submillimétriques peuvent permettre une cartographie plus rapide et plus cohérente tout en évitant d'utiliser des systèmes cryogéniques. Des micro-composants intégrés permettent de construire des récepteurs hétérodynes à grand nombre de pixels. Une solution consiste aussi à intégrer plusieurs fonctions: un multiplicateur de fréquence et un ou plusieurs mélangeurs dans une même structure et créer une sous-unité compacte. Dans notre configuration, une seule source d'oscillateur local pompe deux mélangeurs simultanément en utilisant un diviseur de puissance en guide d'onde. Les mélangeurs et le multiplicateur de fréquence sont intégrés dans la même structure afin de réduire les pertes supplémentaires. Cette topologie compacte peut être appliquée aux plus hautes fréquences et étendue linéairement pour des récepteurs aux plus grand nombre pixels.
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