Le travail en bande de base permet de s’affranchir du bruit de multiplication de fréquenced’un signal. Cependant, la conception d’un oscillateur fonctionnant à haute fréquence nécessited’avoir un composant sélectif en fréquence, fonctionnant à haute fréquence et avec un facteurde qualité élevée. L’approche proposée dans cette thèse consiste à évaluer un composant à ondeélastique de volume à harmoniques élevées, le HBAR, pour la réalisation d’un oscillateur compactet stable, travaillant en bande de base à 2,45 GHz, à des fins d’utilisation de source defréquence pour un système RADAR. Les oscillateurs réalisés présentent un bruit de phase de-100 dBc/Hz pour un écart à la porteuse de 1 kHz, avec une perspective d’amélioration d’une dizainede dBc/Hz de cette valeur d’après la simulation. L’étude porte également sur l’analyse del’influence du bruit de phase de l’oscillateur local sur la résolution d’une mesure RADAR dontl’effet est démontré expérimentalement en utilisant une ligne à retard à onde élastique de surface(SAW) comme cible RADAR coopérative. Le travail effectué sur cette cible coopérative apermis d’aboutir à un prototype d’électronique embarqué pour l’interrogation de lignes à retardà ondes élastiques utilisées en tant que capteurs passifs interrogeables à distance. L’architecturede l’interrogateur combine une méthode RADAR impulsionnelle à un système d’échantillonnageen temps équivalent permettant de réduire l’importance de la puissance de calcul dansle traitement de la réponse. Les inconvénients de l’échantillonnage en temps équivalent sontminimisés par une interrogation judicieuse pour acquérir seulement les points nécessaires à lamesure. Les mesures effectuées sur un capteur de température commercial présentent une résolutionde 0,2°C avec une bande passante de 35 kHz. Pour les applications nécessitant une bandepassante plus élevée (allant jusqu’à 200 kHz), un second prototype n’ayant pas de restrictionsur les ressources de calcul mises en oeuvre est également présenté dans cette thèse, combinantla même méthode impulsionnelle avec un échantillonnage en temps réel. / Eliminating the step of frequency multiplication, by working in baseband, reduces the phasenoise of an oscillator. However, the design of a high frequency oscillator requires a frequencyselective component, which operates at high frequency and with a high quality factor. The approachproposed in this thesis is to evaluate a High-overtone Bulk Acoustic-wave Resonator,the HBAR, for the realization of a compact and stable oscillator at 2.45 GHz for a RADAR system.The designed oscillator exhibits a phase noise of −100 dBc/Hz at 1 kHz from the carrier,with an expected improvement of a dozen dBc/Hz according to the simulation. The study alsofocuses on the analysis of the local oscillator phase noise impact on the resolution of a RADARmeasurement and an experimental demonstration is done using a delay line surface acousticwave (SAW) as cooperative RADAR target. The work on this cooperative target has lead to aprototype of an embedded electronics for interrogating surface acoustic wave delay lines usedas passive sensors remotely interrogated through a wireless link. The architecture combines thepulsed RADAR signal generation method with an equivalent time sampling system in orderto reduce the computing power needed to process the response. The disadvantages of equivalenttime sampling are minimized by a smart interrogation strategy to acquire only mandatorysamples. Measurements on a commercial temperature sensor have a resolution of 0.2°C witha 35 kHz bandwidth. For applications in need of higher bandwidth (up to 200 kHz), a secondprototype with no restriction on computing resources is also presented in this thesis, combiningthe same impulse RADAR method with real-time sampling.

Nous proposons une méthode et nous réalisons l'expérience pour la caractérisation de la forme d'onde jusqu'à 100 GHz, par échantillonnage électro-optique. L'échantillonnage électro-optique permet de déterminer l'impulsion ultra rapide générée par une photodiode dans une ligne coplanaire. Dans notre système, l'impulsion électrique est échantillonnée par un train d'impulsions laser ultra-courtes par effet électro-optique. Le faisceau du laser est sépare en deux parties. Une partie du laser excite la photodiode qui génère les impulsions électriques se propageant sur une ligne coplanaire fabriquée sur un substrat en verre. L'autre partie du laser subit un délai optique variable et traverse un matériau électro-optique placé sur la ligne coplanaire. Le champ électrique entre les conducteurs de la ligne coplanaire, modifie la polarisation du laser par l'effet électro-optique. Le changement de polarisation peut être converti en une variation d'amplitude qui peut être mesurée. Pour un retard fixe, les impulsions d'échantillonnage interceptent de manière répétitive une petite portion de la forme d'onde de l'impulsion électrique. Le retard est varié pour enregistrer l'évolution temporelle de la forme d'onde de l'impulsion électrique. Nous utilisons un logiciel de simulation électromagnétique 3D pour optimiser la structure électro-optique constituée d'une ligne coplanaire sur laquelle est posée une lame électro-optique. Nous réalisons 144 lignes coplanaires sur un substrat de verre ainsi qu'un kit d'étalonnage pour étalonner l'analyseur de réseau vectoriel utilisé pour trouver la structure optimale en conditions réelles. Nous utilisons ensuite cette structure pour reconstruire la forme d'onde de l'impulsion électrique générée par la photodiode.

Le travail en bande de base permet de s'affranchir du bruit de multiplication de fréquence d'un signal. Cependant, la conception d'un oscillateur fonctionnant à haute fréquence nécessite d'avoir un composant sélectif en fréquence, fonctionnant à haute fréquence et avec un facteur de qualité élevée. L'approche proposée dans cette thèse consiste à évaluer un composant à onde élastique de volume à harmoniques élevées, le HBAR, pour la réalisation d'un oscillateur compact et stable, travaillant en bande de base à 2,45 GHz, à des fins d'utilisation de source de fréquence pour un système RADAR. Les oscillateurs réalisés présentent un bruit de phase de -100 dBc/Hz pour un écart à la porteuse de 1 kHz, avec une perspective d'amélioration d'une dizaine de dBc/Hz de cette valeur d'après la simulation. L'étude porte également sur l'analyse de l'influence du bruit de phase de l'oscillateur local sur la résolution d'une mesure RADAR dont l'effet est démontré expérimentalement en utilisant une ligne à retard à onde élastique de surface (SAW) comme cible RADAR coopérative. Le travail effectué sur cette cible coopérative a permis d'aboutir à un prototype l'électronique embarqué pour l'interrogation de lignes à retard à ondes élastiques utilisées en tant que capteurs passifs interrogeables à distance. L'architecture de l'interrogateur combine une méthode RADAR impulsionnelle à un système d'échantillonnage en temps équivalent permettant de réduire l'importance de la puissance de calcul dans le traitement de la réponse. Les inconvénients de l'échantillonnage en temps équivalent sont minimisés par une interrogation judicieuse pour acquérir seulement les points nécessaires à la mesure. Les mesures effectuées sur un capteur de température commercial présentent une résolution de 0,2°C avec une bande passante de 35 kHz. Pour les applications nécessitant une bande passante plus élevée (allant jusqu'à 200 kHz), un second prototype n'ayant pas de restriction sur les ressources de calcul mises en œuvre est également présenté dans cette thèse, combinant la même méthode impulsionnelle avec un échantillonnage en temps réel.

Les communications futures pour les applications civiles et militaires utilisent des signaux modulés complexes large bande qui seront émis à travers des amplificateurs de puissance multivoie de type DOHERTY qui devront avoir des performances en puissance, rendement, OBO et largeur de bande qui constituent aujourd’hui un véritable défi à relever. Pour ce faire les concepteurs ont besoin d’outils de caractérisation temporelle permettant la mesure normalisées et l’optimisation des tensions et courants aux accès des dispositifs non linéaires sous pointes ou connectorisés. Ce travail de thèse a permis de mettre en œuvre cet outil de caractérisation temporelle qui a été utilisé pour répondre à des besoins spécifiques pour la modélisation de transistor, pour l’optimisation de leur fonctionnement en termes de stabilité impulsion à impulsion, pour la recherche des conditions optimales de leur fonctionnement dans un amplificateur de type Doherty. Pour cette mise en œuvre une modélisation mathématique des échantillonneurs a été réalisée pour évaluer leurs performances et choisir le mieux adapté à la mesure temporelle RF. Des procédures d’étalonnages rigoureuses ont été développées pour obtenir simultanément des formes d’ondes temporelles calibrées à spectre très large (Basse fréquences jusqu’aux Hyperfréquences). / The future communications for civil and military applications will use complex wideband modulated signals to be transmitted through multi-channel DOHERTY power amplifiers which should have high performance in terms of power, efficiency, OBO, and bandwidth. In order to meet these stringent requirements, designers need time-domain characterization tools for calibrated measurements and for optimizing voltages and currents at both ports of non-linear connectorized or on-wafer devices. This work successfully implements time-domain characterization tools used to meet specific needs for transistor modeling, to optimize their operation in terms of pulse to pulse stability, and to search optimal conditions of their operation modes in a Doherty power amplifier. For this implementation, mathematical modeling is performed to evaluate sampler’s performances in terms of time-domain sampling efficiency in order to choose the best suited sampling architecture for RF time-domain measurements. Rigorous calibration procedures have been developed to obtain simultaneously full time-domain calibrated waveforms (from low Frequencies to Microwave frequencies).