Bibliographie & annexes
Présentation
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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Performances1. Technologie
1.1 Substrats
Les performances obtenues avec les circuits à microlignes sont très dépendantes de la qualité des substrats diélectriques employés pour leur réalisation. En effet, le matériau choisi sera déterminant pour l’obtention de faibles pertes et d’une grande stabilité de la constante de propagation, conditions indispensables pour assurer le bon fonctionnement d’un circuit micro-ondes, même avec des contraintes d’utilisation sévères (température, humidité, vibrations).
Divers matériaux ont été développés, avec des permittivités relatives variant de 2 à 12 pour les plus courants ainsi que le montre le tableau 1.
Les principales caractéristiques d’un substrat sont sa permittivité relative
, son angle de pertes défini en général par sa tangente
, sa conductivité thermique K et le champ disruptif
au-delà duquel on observe la destruction du diélectrique. Pour une permittivité relative donnée, il est intéressant d’utiliser un substrat à faible angle de pertes (rendement du circuit), à forte conductivité thermique (évacuation facilitée de la chaleur produite par des composants actifs, par exemple, et bonne tenue en puissance moyenne) et à fort champ disruptif (bonne tenue en puissance de crête).
Parmi les caractéristiques des matériaux couramment employés, on peut remarquer les particularités suivantes :
-
le faible coût des assemblages fibre de verre/Téflon ;
-
les très faibles pertes du quartz, de l’alumine et du saphir, alliées à d’excellents états de surface, au prix...
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Technologie
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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