High frequency tunable delay by microwave-photonics techniques for antenna networks - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

High frequency tunable delay by microwave-photonics techniques for antenna networks

Génération de retards accordables hyperfréquences par des techniques optique hyperfrequences pour des réseaux d’antennes

Résumé

Tunable true-time delay (TTD) at a microwave frequency by association of microwave and photonic (MWP) technologies is extremely valuable for embedded systems, satellite communications and radars. Moreover, a hybrid structure using MWP technology increases the capabilities and design freedoms of functions to be realized while benefiting from a high immunity to electromagnetic interference and low losses of optical fibers. Two of the most promising photonic approaches to provide a tunable microwave phase shift are the Coherent Population Oscillation (CPO) and the Upconverted CPO in a semiconductor optical amplifier (SOA).In this PhD thesis, we analyze theoretically by small signal analysis and experimentally CPO and Up-CPO RF responses for four different SOA structures. We then proposed a new architecture combining two stages based on a photonics approach for the first stage using an Up-converted CPO technique. The second stage consists of a tunable RF phase shifter and a tunable RF filter, which corrects the nonlinearity responses of the first stage and adds a phase offset needed to obtain a TTD.By using a microwave-photonics approach combining Up-converted CPO in a SOA with an RF tunable filter at an operating frequency of 9.7 GHz, we demonstrate by simulations using the experimental results the possibility of realizing high frequency tunable TTD of about 56 ps with a maximum improvement of 80% for a 0.375 GHz frequency band.
La génération de retards accordables vrais (TTD) pour des signaux hyperfréquence par association de technologies hyperfréquence et photonique (MWP) est fondamentale pour les systèmes embarqués, les communications par satellite et les radars. De plus, une structure hybride utilisant les technologies MWP augmente les capacités et les libertés de conception des fonctions à réaliser, tout en bénéficiant d'une forte immunité aux interférences électromagnétiques et des faibles pertes des fibres. Une des approches photoniques les plus prometteuses est l'oscillation de population cohérente (CPO) et la CPO avec montée en fréquence (Up-CPO) dans un amplificateur optique à semi-conducteurs (SOA). Dans cette thèse, nous analysons, théoriquement par une analyse petit signal puis expérimentalement, les réponses en fréquences CPO et Up-CPO pour quatre structures de SOA différentes. Nous proposons aussi une nouvelle architecture, combinant deux étages, basée sur une approche photonique pour le premier étage utilisant une technique Up-CPO. Le deuxième étage consiste en un déphaseur RF accordable et un filtre RF accordable, qui corrige à la fois les réponses de non-linéarité du premier étage et ajoute un décalage de phase nécessaire pour obtenir un TTD. En utilisant une approche hyperfréquence-photonique combinant Up-CPO dans un SOA avec un filtre accordable RF à une fréquence de fonctionnement de 9,7 GHz, nous démontrons par des simulations utilisant les résultats expérimentaux la possibilité de réaliser un TTD accordable à haute fréquence d'environ 56 ps avec une amélioration maximale de 80% pour une bande de fréquences de 0,375 GHz.
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These-2021-MATHSTIC-Electronique-HAMDASH_Noor.pdf (14.3 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03652661 , version 1 (26-04-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03652661 , version 1

Citer

Noor Hamdash. High frequency tunable delay by microwave-photonics techniques for antenna networks. Electronics. Université de Bretagne occidentale - Brest, 2021. English. ⟨NNT : 2021BRES0058⟩. ⟨tel-03652661⟩
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