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Electronics for Connected Objects

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Thèse soutenue le 10 décembre 2015

Aimeric Bisognin
Directeur Thèse EpOC Cyril Luxey

Titre

Evaluation de technologies organiques faibles pertes et d’impression plastique 3D afin de contribuer au développement de solutions antennaires innovantes dans la bande 60 GHz - 140 GHz

Résumé

L’émergence de nouvelles applications mobiles accessibles depuis un smartphone ou une tablette  provoque une très forte augmentation du trafic de données transitant sur les réseaux mobiles. L’augmentation de la capacité du réseau et de la rapidité des connexions sont autant de points cruciaux que la nouvelle génération de réseau mobile 5G devra adresser afin de répondre à la demande des utilisateurs. L’amélioration des technologies radiofréquences d’accès LTE et Wi-Fi touchant à ses limites, l’une des solutions viables pour continuer à augmenter la capacité du réseau mobile consiste à le densifier afin de permettre la réutilisation des fréquences disponibles en déployant des stations de base consommant une faible puissance et couvrant de petites surfaces (les "small cells"). Ce mode de déploiement massif en "small cells" constitue un défi majeur pour le réseau de backhaul afin de reconnecter chacune de ces "small cell" au cœur de réseau.
Afin de s’affranchir des coûts de génie civil pour déployer la fibre optique, des solutions de backhauling sans fil à 60 et 80GHz délivrant des débits supérieur à 1 Gbit/s sont aujourd’hui disponibles. Avec l’évolution du réseau de backhaul vers une architecture de type Centralized Radio Access Network (CRAN), des débits supérieur à 10Gbit/s seront requis dans le réseau de fronthaul. Etant donné la maturité des technologies silicium CMOS et BiCMOS au-delà de 100GHz, la bande des 120GHz (116-142GHz) semble être un candidat idéal pour établir des communications point à point supérieure 10Gbit/s et très faible consommation en puissance DC. Dans cette thèse, plusieurs solutions d’antennes lentilles et réflecteurs fonctionnant à 60, 80 et 120GHz sont explorées pour des systèmes WLAN/WPAN et fronthaul/backhaul. Afin de minimiser le coût de la solution antennaire, nous évaluons des technologies d’impression 3D pour la fabrication des lentilles et des réflecteurs, ainsi que des technologies utilisant des matériaux organiques à faibles pertes pour la fabrication des antennes sources planaires
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