Méthodologie de conception et de réalisation d'un mélangeur hétérodyne à diode métal-isolant-métal

Abstract

L'objectif essentiel de cette thèse est donc de dégager un modèle de mélangeur MIM fonctionnant en infrarouge. La réalisation pratique d'un tel mélangeur nécessite aussi une étude de sa faisabilité en structure planar. C'est la raison pour laquelle, nous nous sommes attachés à mettre en évidence les difficultés technologiques par rapport à l'état de l'art actuel, et à en déduire une structure originale de réalisation. La fabrication et la caractérisation d'un tel mélangeur constituent en soit une étude particulière et sort du cadre du présent travail. Dans ce travail nous pouvons distinguer trois parties essentielles: - La première concerne l'analyse critique et actualisée des concepts théoriques de conduction dans la jonction MIM, siège de l'effet tunnel, responsable du fonctionnement de ces diodes en tant que mélangeur de fréquences (chapitre I). Ce qui nous conduit vers l'exposé des méthodes techniques de réception de l'onde incidente par l'antenne et les lois fondamentales qui régissent ces procédés appliqués à plusieurs types d'antennes (chapitre II). - La seconde partie présente une modélisation théorique originale d'un mélangeur à diode MIM agissant en infrarouge. Ce modèle a été élaboré à partir de l'analyse d'Egami valable uniquement pour les mélangeurs résistifs ainsi que celle de Held-Kerr conçue pour des mélangeurs quelconque opérant dans la gamme centimétrique (Chapitre III). Ces méthodes corrigées et étendues nous ont permis d'ériger une simulation complète en vue de caractériser et valider le modèle construit (chapitre IV). - La troisième et dernière partie fera l'objet de la définition des conditions de réalisation et l'établissement des critères de choix de mise en oeuvre des diodes mélangeuses en structure planar à partir des résultats précédents, optimisés pour une jonction métal-isolant-métal (chapitre V). La faisabilité pratique de ces composants a été rendue possible avec la disponibilité des précieux moyens de la centrale de technologie du laboratoire d'automatique et d'analyse des systèmes (LAAS - Division Composants) de Toulouse.