Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Les structures de guidage HF connectent les composants d'un système ou amènent la puissance nécessaire. Des techniques de calcul ont été développées pour les concevoir et obtenir les meilleures performances (atténuation et dispersion minimales). Cependant, leur mise en œuvre technique dépend de l'application et de la fréquence d'opération. Dans cet article, différents procédés en technologies planaires et multicouches sont présentés. Des aspects concernant la conception assistée par ordinateur sont abordés comme la matrice de répartition d'un dispositif ainsi que celle d'un ensemble d'éléments connectés. Puis, les performances comme l'atténuation et la tenue en puissance de plusieurs structures de guidage sont discutées. Enfin, quelques applications et perspectives sont présentées.
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HF-guiding structures connect the components of a system or supply them with necessary power. Various techniques have been developed to design guiding structures and obtain the best performance (minimum attenuation and dispersion). However, technical implementation depends on their application and frequency. In this article, various processes to implement guides in planar and multilayer technologies are presented. Several aspects related to computer-aided design are then addressed, namely the scattering matrix of a multi-access device and the procedure to characterise several connected elements. Performance criteria such as attenuation and power-handling capacity of several guiding structures are discussed. Finally, some applications and future developments are presented.
Auteur(s)
-
Marc HÉLIER : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité - Docteur – Ingénieur - Professeur à l’université Pierre-et-Marie-Curie
-
Michel NEY : Professeur à l’ENST-Bretagne - Directeur du Laboratoire d’électronique et des systèmes de télécommunications - (LEST) à Brest
-
Christian PICHOT : Directeur de Recherche au Centre national de recherche scientifique (CNRS) - Laboratoire d’Électronique, Antennes et Télécommunications
INTRODUCTION
Dans cet article, on aborde un point de vue fondamental qui justifie à lui seul le développement des techniques numériques déjà exposées en [E 1 171] dont l’objectif, il faut le rappeler, est de conduire à la mise en œuvre effective des microlignes micro-ondes et millimétriques. Dans une première étape seront présentés les aspects matériels de la technologie (matériaux et techniques physico-chimiques de fabrication) et dans une seconde étape on s’intéressera aux techniques d’aide à la conception des circuits.
Les performances, les domaines d’applications et les perspectives des circuits micro-ondes et millimétriques seront ensuite exposés.
Les structures de guidage pour circuits micro-ondes et millimétriques font l’objet de trois articles :
-
[E 1 170] pour la propagation et la géométrie ;
-
[E 1 171] pour la modélisation et les calculs ;
-
[E 1 172] pour la technologie et les applications.
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MOTS-CLÉS
micro-ondes électronique hyperfréquence radar télécommunications défense aide à la conception assistée par ordinateur (CAO) circuit micro-onde
KEYWORDS
microwave | microwave electronics | radar | telecommunications | defence | computer-aided design (CAO) | microwave circuit
VERSIONS
- Version courante de août 2016 par Michel NEY, Camilla KÄRNFELT
DOI (Digital Object Identifier)
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Domaines d’applications. Perspectives2. Performances
2.1 Pertes
En général, les pertes dans les structures de guidage et les lignes de transmission sont au nombre de quatre :
a)les pertes diélectriques,
b)les pertes dans le conducteur,
c)les pertes par rayonnement,
d)les pertes dues à la propagation d’ondes de surface.
Les deux premières ont des effets dissipatifs et résultent de l’imperfection des conducteurs et des diélectriques qui les constituent. Les deux dernières résultent de phénomènes parasites, comme le couplage par exemple. Nous allons nous intéresser principalement aux deux premières et dans une moindre mesure à la troisième.
HAUT DE PAGE2.1.1 Pertes diélectriques et dans le conducteur
2.1.1.1 Rappels sur le calcul des pertes
Dans la plupart des cas, les pertes diélectriques et dans le conducteur demeurent faibles. La propagation dans les structures réelles et donc imparfaites diffère peu de la propagation dans une structure idéale. Cette remarque facilite beaucoup le calcul effectif de ces pertes dans le cas d’une structure de guidage dont les modes sont bien connus.
En effet, pour simplifier l’étude des modes d’un guide à pertes qui atténue peu les signaux propagés, on pourra se ramener à l’étude des modes d’un guide parfait. Tout en introduisant les imperfections des matériaux, on substituera à la géométrie des modes réellement propagés dans le guide réel et inconnus la géométrie des modes du guide parfait, ce qui revient à mettre en œuvre une méthode de perturbation et à déterminer de façon approchée, mais en général suffisante, les modes du guide imparfait. Dans un tel modèle, on ne peut s’attendre à trouver des constantes de propagation réelles pour ces modes approchés puisque l’introduction des pertes va se traduire par l’apparition de parties imaginaires dans les constantes des milieux de propagation.
Il s’agit ainsi de rechercher des solutions aux équations de propagation sous la forme :
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HOFFMAN (R.K.) - Handbook of microwave integrated circuits. - Norwood 1987 Artech House Inc.
-
(2) - LAVERGHETTA (T.S.) - Microwave materials and fabrication techniques. - Norwood 1984 Artech House Inc.
-
(3) - DUPONT MICROCIRCUIT MATERIAL - Characterization of Low Loss LTCC Materials at 40 GHz. - Microwave Journal, Feb. 2001, p. 186-190.
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(4) - DREVON (C.), MONFRAIX (P.) - RF hybrid packaging. - European Microelectronics Packaging and Interconnection Symp. Proc., Prague, 2000, p. 218-223.
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(5) - PERSON (CH.), COUPEZ (J.-PH.), DELLA (B), CHUITON (G.), TOUTAIN (S.) - Filières « sérigraphie » ou « sérigravure » appliquées au développement de systèmes intégrés hyperfréquences faible coût : Motivations et critères de choix. - 6e forum microélectronique, ISHM, Paris, 1995, p. 5-8.
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