Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Thierry LEMOINE : Directeur technique, THALES Composants et Sous-systèmes
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le premier article sur les tubes électroniques a proposé un aperçu des technologies de base à tout tube électronique : cathodes, optique électronique, vide et haute tension... Les tubes à grille, les klystrons et les IOT (« Inductive Output Tube ») ont également fait l'objet d'une introduction. Cette seconde partie se focalise sur les familles de tubes absents de la première partie : TWT (« Traveling-Wave Tube », ou tube à ondes progressives, TOP en français), magnétrons, gyrotrons. Les principes de fonctionnement sont expliqués, ainsi que les performances actuelles et accessibles, et les principaux domaines d'utilisation sont introduits. Un paragraphe est ensuite dédié aux éléments de comparaison entre solutions « à tube » et solutions « état solide ». Enfin, une brève revue des acteurs industriels et académiques est proposée dans la fiche documentaire « Pour en savoir plus » .
L'auteur tient à exprimer sa reconnaissance envers les experts techniques de THALES qui l'ont assisté dans la relecture de ce document, en particulier MM. Alain Durand, Christian Robert et Philippe Thouvenin.
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- Version courante de mai 2017 par Thierry LEMOINE
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Comparaison entre tubes et état solide5. Autres familles de tubes électroniques
Nota : le lecteur pourra consulter les références .
Ces articles se sont intéressés à cinq grandes familles de tubes électroniques (tubes à grille, klystrons (et IOT), TWT, magnétrons et gyrotrons). Mais il existe une quantité d’autres dispositifs. Les BWO (carcinotrons ) et les CFA ont été cités du fait de leur importance historique. Les BWO sont d’ailleurs les meilleurs candidats pour produire entre 1 et 100 W dans la gamme 100 à 1 500 GHz avec une agilité de fréquence de quelque 20 % (les gyrotrons sont à fréquence fixe). Dérivée de la tétrode, la pentode a disparu le jour où les tubes à grille ont cessé d’être utilisés dans les récepteurs (de TV par exemple) et les chaînes HiFi.
D’autres tubes font l’objet de recherches, et peut-être certains connaîtront-ils des débouchés importants. Il est impossible de les décrire ici ; nous nous contentons d’en citer quelques-uns.
Les plus connus sont les amplificateurs dérivés du principe du gyrotron, comme le CFA est dérivé du magnétron. Les gyroklystrons et les gyroTWT sont étudiés pour des applications exigeant des centaines de kWc entre 20 et 140 GHz, essentiellement des radars de trajectographie. Le peniotron est une variante du gyrotron, qui se contente de champs magnétiques plus faibles, d’où son intérêt.
Les BWO, klystrons et magnétrons « relativistes » permettent d’atteindre des puissances crêtes phénoménales (le GWc !) pendant des temps très brefs. Ils conjuguent des faisceaux relativistes et la magie de la loi
(variante de la loi
lorsque les électrons ont une vitesse égale à c). Ces objets sont à vocation militaire (« l’arme hyperfréquence », qui projette à des kilomètres des champs électriques RF susceptibles de détruire des récepteurs électroniques), de même que d’autres objets dérivés du principe du maser, tel l’ubitron (proche cousin du laser à électrons...
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Autres familles de tubes électroniques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GILMOUR (A.S.Jr.) - Microwave Tubes - Artech House, 1986.
-
(2) - GEWARTOWSKI (J.W.) et al - Principles of Electron Tubes - D. van Nostrand, 1965.
-
(3) - PIERCE (J.R.) - Theory and Design of Electron Beams - D. van Nostrand, 1954.
-
(4) - SPANGENBERG (K.R.) - Vacuum Tubes - McGraw-Hill, 1948.
-
(5) - WARNECKE (R.) et al - Tubes à modulation de vitesse - Gauthier-Villars, 1951.
-
(6) - BARKER (R.J.) et al - Modern Microwave and Millimeter-Wave Power Electronics - Wiley, 2005.
-
(7) - PIERCE (J.R.) - Traveling-wave Tubes - D. van Nostrand...
ANNEXES
Cette liste est aussi complète que possible, mais il y a forcément quelques omissions, dont l'auteur espère qu'il ne lui en sera pas tenu rigueur. Elle est classée par pays. Les différences de taille entre ces acteurs ne sont pas indiquées, mais elles peuvent être importantes.
Les acteurs industriels (tableau ) ont (presque) tous un site Internet sur lequel leurs produits sont présentés. Les acteurs académiques retenus (tableau ) sont ceux qui ont présenté récemment le résultat de leurs travaux à la conférence annuelle IVEC.
Aux États-Unis, CPI est la nouvelle identité de l'activité tubes électroniques autrefois propriété de Varian, qui regroupe également des activités cédées par les sociétés Eimac, Bomac, SFD, Econco et GE (TWT). L3-ED est la nouvelle identité de l'activité tubes électroniques autrefois propriété de Litton, et qui regroupe des activités cédées par les sociétés Raytheon, RCA, Sylvania, Northrop-Grumman (anciennement Hallicrafters) et GE (klystrons). L3-ETI est la nouvelle identité de l'ancienne activité tubes de Hughes Aircraft (HEDD, propriété pendant quelques années de Boeing (BEDD)). L3-ED et L3-ETI font toutes deux partie du groupe américain L3-COM. Enfin, Teledyne a repris d'anciennes activités de MEC et de Sylvania.
En Europe, Thales regroupe les activités tubes autrefois propriété des groupes Thomson, CSF, Telefunken (AEG), Siemens et ABB. e2V hérite des activités tubes de EEV et de GEC/MOV.
Si l'industrie occidentale des tubes électroniques a fait l'objet de nombreuses opérations de rationalisation, elle n'a pas subi de délocalisation de sa production (ni de sa R&D) vers des pays à bas coût de main-d'œuvre (LCC). Par contre, des concurrents sont apparus en Asie, très souvent soutenus par des autorités locales soucieuses d'indépendance nationale sur des composants jugés critiques.
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