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Theses

Etude et mise au point de ferrites de structure grenat à basse température de frittage pour intégration dans les circulateurs hyperfréquences

Résumé : Les systèmes embarqués dans les aéronefs comme dans les véhicules spatiaux doivent impérativement se conformer aux impératifs de masse et de volume mais aussi de coût. Les modules actifs pour antenne à balayage électronique constituent, dans ce cadre, un enjeu stratégique majeur en termes de masse, de volume et de fiabilité. Dans une antenne à balayage électronique actuelle, on peut trouver jusqu’à 1000 modules, chacun étant équipé d’un circulateur-isolateur afin de garantir ses performances. La technologie des circulateurs et des isolateurs à ferrite reste la plus performante en termes d’isolation et de pertes d’insertion. Elle est de plus totalement passive et ne demande aucune énergie extérieure pour son fonctionnement. Elle reste néanmoins coûteuse car la fabrication industrielle de ces dispositifs consiste à assembler mécaniquement de nombreuses pièces usinées précisément : céramiques magnétiques et diélectriques, aimants, conducteurs en cuivre et pièces en métal magnétique doux. De plus, le niveau d’intégration recherché nécessite de réduire les dimensions sans augmenter les pertes pour des niveaux de puissance qui peuvent être importants. S’inspirant des composants céramiques multicouches (condensateurs et inductances) ainsi que de la technologie LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics), une nouvelle voie de fabrication de ces composants, en rupture avec les technologies d’assemblage traditionnelles, est abordée dans ces travaux de thèse. L’idée consiste à réaliser par cofrittage le cœur du composant qui est le plus délicat à ajuster et qui détermine le volume final. Les ferrites qui constituent actuellement le cœur des circulateurs sont principalement des grenats ferrimagnétiques fabriqués par des techniques céramiques classiques et frittés à haute température (> 1400°C). Pour les rendre compatibles de la technologie LTCC, il est nécessaire de diminuer leur température de frittage. Les températures visées doivent être inférieures à 1000°C pour pouvoir cofritter avec des parties métalliques en or et si possible être proches de 900°C pour espérer cofritter avec de l’argent. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail de thèse était de mettre au point des grenats ferrimagnétiques pour des applications en hyperfréquences présentant des températures de frittage proche de 900°C. Ces ferrites ont alors été utilisés pour la réalisation de circulateurs hyperfréquences, composants indispensables dans les systèmes de Radars et de télécommunications. De plus, des études d’optimisation des propriétés magnétiques et diélectriques de ces ferrites ont aussi été réalisées pour adapter le ferrite aux conditions de fonctionnement (gamme de fréquence et niveau de puissance).
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01947554
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Friday, December 7, 2018 - 1:02:04 AM
Last modification on : Monday, February 10, 2020 - 6:12:22 PM
Document(s) archivé(s) le : Friday, March 8, 2019 - 1:07:37 PM

File

74231_QASSYM_2017_diffusion.pd...
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  • HAL Id : tel-01947554, version 1

Citation

Lilia Qassym. Etude et mise au point de ferrites de structure grenat à basse température de frittage pour intégration dans les circulateurs hyperfréquences. Matériaux. Université Paris-Saclay, 2017. Français. ⟨NNT : 2017SACLS479⟩. ⟨tel-01947554⟩

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