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THÈSE - Développement d'une Architecture de Communication Sans Fil pour les Réseaux de Capteurs dans le Domaine Aérospatial

Capteurs dans le Domaine Aérospatial
Kara Omar, Ali
Sous la direction du : Dragomirescu, Daniela . Plana, RobertEcole doctorale: Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche : Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (LAAS) - CNRS
Mots-clés libres : CMOS - Conception de circuit RF - Faible consommation - Emetteur ultra large bande - Architecture à conversion directe - Réseau de capteurs sans fil - Aérospatial
Sujets : Electricite, électronique, automatique

TABLE DES MATIERES  


CHAPITRE 1 INTRODUCTION A LA THEMATIQUE DE RECHERCHE 

1.1 Les réseaux de capteurs sans fil 

1.1.1 Introduction
1.1.2 Réseau de capteurs pour l’aérospatial
1.2 Objectifs et contributions  

1.3 Emetteur‐récepteur large bande 

1.4 L'organisation du travail
CHAPITRE 2 ETAT DE L’ART
2.1 Introduction  

2.2 Architecture de communication  

2.2.1 Bluetooth
2.2.2 ZigBee
2.2.3 DASH7
2.2.4 Comparaison entre les différents standards des réseaux des capteurs sans fil  

2.3 Communication ultra large bande (UWB)  

2.3.1 Bande de fréquences en norme européenne
2.3.2 Limitation de puissance
2.3.3 La technique UWB à 60 GHz  

2.4 Techniques d’extension de la bande passante 

2.4.1 Contre‐réaction
2.4.2 Utilisation d’éléments distribués
2.4.3 Double adaptation  

2.5 Les mélangeurs  

2.5.1 Principe du mélangeur
2.5.2 Paramètres de performance des mélangeurs
2.5.3 Types des mélangeurs
2.5.4 Topologies des mélangeurs
2.5.5 Cellule de Gilbert
2.5.6 Mélangeurs à rejection d’image et mélangeurs sous‐harmonique
2.5.7 Autres topologies des mélangeurs
2.6 Conclusion 

CHAPITRE 3 MELANGEUR D’EMISSION  

3.1 Introduction 

3.2 La technologie CMOS 130 nm 

3.2.1 Présentation de la technologie
3.2.2 Layout et règles DRC
3.2.3 La protection contre les ESD 

3.3 La conception du mélangeur d’émission  

3.3.1 La topologie du mélangeur
3.3.2 L’étage d’entrée
3.3.3 L’étage de commutation et l’étage de sortie 

3.4 Les résultats de simulation du mélangeur d’émission  

3.5 Layout du circuit 

3.6 Les résultats expérimentaux du mélangeur d’émission   

3.6.1 Le banc de mesure
3.6.2 Les pertes dans les câbles
3.6.3 Les résultats de mesure
3.7 Comparaison avec l’état de l’art
3.8 Conclusion  

CHAPITRE 4 MELANGEUR DE RECEPTION ET AMPLIFICATEUR FAIBLE BRUIT  

4.1 Introduction  

4.2 La conception du mélangeur de réception  

4.2.1 Le schéma général
4.2.2 L’inductance d’adaptation inter‐étage 

4.3 Les résultats de simulation du mélangeur de réception  

4.4 Layout du circuit et simulations post‐layout 

4.4.1 Simulations post‐layout
4.5 Les résultats expérimentaux
4.5.1 Le banc de mesure
4.5.2 Les résultats de mesure  

4.6 Comparaison avec l’état de l’art pour notre mélangeur  

4.7 Conception du LNA 

4.7.1 Etat de l’art des amplificateurs faible bruit
4.7.2 La conception du LNA
4.7.3 Les résultats de simulation du LNA
4.7.4 Layout du circuit
4.7.5 Comparaison avec l’état de l’art
4.8 Conclusion 

CHAPITRE 5 EMETTEUR 

5.1 Introduction  

5.2 Les types d’émetteurs 

5.3 Le choix de l’architecture  

5.4 La bande de base  

5.5 La génération de fréquence  

5.5.1 La génération des signaux en quadrature
5.5.2 L’oscillateur contrôlé en tension
5.5.3 La topologie de VCO adoptée pour l’architecture de communication
5.5.4 Les résultats expérimentaux pour la topologie de VCO adoptée
5.5.5 La PLL (Phase Locked Loop) 

5.6 Le coupleur utilisé dans l’émetteur  

5.6.1 Conception du coupleur
5.6.2 Résultats de simulation du coupleur  

5.7 Résultats de simulation de l’émetteur 

5.8 Layout de l’émetteur 

5.9 Conclusion  

CHAPITRE 6 CONCLUSION ET PERSPECTIVES  

6.1 Conclusion
6.2 Perspectives
ANNEXES
ANNEXE A L’ETAGE DE TRANSCONDUCTANCE AVEC CONTREREACTION
DU MELANGEUR D’EMISSION
A.1 Introduction
A.2 Schéma du circuit
A.3 Modèle petit signal du circuit
1) Le montage sans contre‐réaction
2) Le montage avec contre‐réaction
A.4 Etude du circuit sans contre‐réaction
1) L’expression du gain
2) L’expression de l’impédance d’entrée
3) Analyse des résultats
A.5 Etude du circuit avec contre‐réaction
1) L’expression du gain
2) L’expression de l’impédance d’entrée
3) Analyse des résultats
A.6 Conclusion
ANNEXE B MELANGEUR REHAUSSEUR DE FREQUENCE EN TECHNOLOGIE
CMOS 180 NM
B.1 Introduction
B.2 Technologie CMOS 180 nm
B.3 Conception du mélangeur
B.4 Choix de point de polarisation
B.5 Résultats de simulation
B.6 Conclusion et perspectives
ANNEXE C AMPLIFICATEUR TRANSIMPEDANCE LARGE BANDE EN
TECHNOLOGIE BICMOS 130 NM
C.1 Introduction
C.2 Application
C.3 Conception du circuit
C.4 Résultats de simulation
C.5 La technologie BiCMOS9MW de ST Microelectronics
C.6 Le layout du circuit
C.7 Conclusion
ANNEXE D LISTE DES ABREVIATIONS
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
LISTE DES PUBLICATIONS
RESUME
Mots‐clés
ABSTRACT
Keywords  




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Ditulis oleh: younes younes - mercredi 31 octobre 2012

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