R. ALCORTA GALVAN

Soutenance : 24 Octobre 2022
Thèse de doctorat en Acoustique, Université de Lille, ENGSYS Sciences de l’ingénierie et des systèmes

Résumé :

Les SAW (Surface Acoustic Waves) sont des dispositifs largement utilisés comme composants de filtrage dans le domaine des télécommunications. Ils sont classiquement composés d’une cavité acoustique résonante, de un ou plusieurs transducteurs électroacoustiques et de deux miroirs. La fréquence de fonctionnement d’un tel dispositif dépend de nombreux paramètres dont le matériau utilisé pour le substrat, la géométrie du ou des transducteurs, la géométrie des miroirs et l’interaction entre les divers éléments. Afin d’avoir la meilleure réponse possible, des critères sont établis pour chacun des éléments composant le résonateur. Les SAW ont une réponse spectrale (ou en fréquence) déterminée lors de leur conception et leur fabrication. L’idée d’apporter de l’agilité en fréquence à ces composants est d’importance, en termes de cout et de réduction de l’encombrement volumique des dispositifs de filtrage. Lorsque plusieurs bandes de fréquence sont adressées sur un seul et même dispositif, chaque bande est traitée par un composant SAW spécifique ce qui implique une augmentation du volume occupé et du cout. Cependant, des recherches récentes ont montré qu’en modifiant les conditions électriques des miroirs, on pouvait modifier la fréquence de fonctionnement du résonateur sans changer le dispositif et en préservant l’intégrité de la fonction filtrage. Les applications liées à ce phénomène ont donné lieu à un dépôt de brevet Thales TRT/CNRS, Frec’n’sys grâce à un projet commun entre les différents partenaires. A plus long terme, les applications potentielles de ce concept concernent l’utilisation d’un seul dispositif pour investiguer plusieurs bandes de fréquence pour une même fonctionnalité de filtrage. Le but de la thèse est d’aller un peu plus loin dans l’analyse des phénomènes mis en évidence et de leur exploitation pour concevoir de nouveaux composants agiles pour le filtrage pour les applications de télécommunication. A partir des outils de conception, la mise en oeuvre d’algorithmes d’optimisation, à partir d’algorithmes génétiques par exemple, permettra de proposer des configurations agiles, répondant à des critères objectifs précis. Quelques composants seront retenus selon des critères d’agilité en fréquence. La phase de réalisation, caractérisation et test en agilité des composants est planifiée. Un point particulier portera sur les commandes électroniques agiles.

Abstract :

SAWs (Surface Acoustic Waves) are devices widely used as filtering components in the telecommunications field. They are typically composed of a resonant acoustic cavity, one or more electroacoustic transducers and two mirrors. The operating frequency of such a device depends on many parameters including the material used for the substrate, the geometry of the transducer(s), the geometry of the mirrors and the interaction between the various elements. In order to have the best possible response, criteria are established for each of the elements composing the resonator. SAWs have a spectral (or frequency) response determined during their design and manufacture. The idea of bringing frequency agility to these components is important, both in terms of cost and in terms of reducing the volume footprint of the filtering devices. When several frequency bands are addressed on a single device, each band is processed by a specific SAW component which implies an increase in the occupied volume and cost. However, recent research has shown that by modifying the electrical conditions of the mirrors, the operating frequency of the resonator can be changed without changing the device and preserving the integrity of the filtering function. The applications related to this phenomenon have led to the filing of a Thales TRT/CNRS patent, Frec’n’sys, thanks to a joint project between the different partners. In the longer term, the potential applications of this concept concern the use of a single device to investigate several frequency bands for the same filtering functionality. The goal of the thesis is to go further in the analysis of the highlighted phenomena and their exploitation to design new agile components for filtering for telecommunication applications. From the design tools, the implementation of optimization algorithms, from genetic algorithms for example, will allow to propose agile configurations, answering precise objective criteria. Some components will be selected according to frequency agility criteria. The phase of realization, characterization and test in agility of the components is planned. A particular focus will be on agile electronic controls.