Conception et fabrication d'un filtre accordable avec la technologie des MEMS pour les applications micro-ondes

Depuis plusieurs décennies le domaine des communications sans fil est en pleine expansion. Ce phénomène entraîne la nécessité d'améliorer continuellement les systèmes, d'un point de vue tant algorithmique que matériel. Des filtres plus sélectifs, au coût et à l'encombrement réduit, aux pertes d'insertion minimes font partie des objectifs. L'augmentation du nombre et de la qualité des transmissions passe par le partage du spectre de fréquences, donc par la possibilité de pouvoir changer la fréquence de transmission. Les filtres accordables sont essentiels afin d'avoir des systèmes reconfigurables permettant ces sauts de fréquences. Pour réaliser un tel filtre, l'émergence de la technologie des MEMS ouvre de nouvelles perspectives. Déjà présente dans des domaines très variés, ses premiers pas en hyperfréquence remontent aux années 1990. Les recherches à ce sujet ont mis en évidence les avantages des MEMS RF: miniaturisation, faible consommation de puissance, faible pertes, linéarité de leur comportement, tout en étant compatible avec une intégration monolithique de type MMIC. Cette étude, destinée aux communications dans la bande 1,35 GHz-2,7 GHz, diffère de la majorité des articles parus sur ce sujet pour lesquels les applications au dessus de 15 GHz prédominent. Le filtre réalisé dans ce projet est un filtre demi longueur d'onde à accordage capacitif, utilisant des valeurs discrètes de capacités sélectionnées à l'aide d'un interrupteur MEMS ohmique conçu spécifiquement pour cette application. Le composant MEMS RF a été dimensionné puis caractérisé théoriquement et par le biais de simulation couplées électromécaniques afin d'obtenir un comportement prédictif le plus fiable possible. Le filtre accordable incluant les composants MEMS a été fabriqué par nos soins à l'Université McGill de Montréal. La bande de fonctionnement du filtre se situe entre 1,536 GHz et 2,174 GHz, ses pertes d'insertion varient de 5,5dB@2,174GHz à 11,7dB@1,536GHz, et sa bande passante de 20 MHz à 40 MHz