Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L’objectif de cet article est de proposer une méthode pour réaliser les choix de conception d’un amplificateur à partir des spécifications (puissance, bande de fréquence, linéarité) et des applications (communications, RADAR, contre-mesures, autodirecteur…) Les performances permettent de déterminer la technologie (état solide ou tube hyperfréquence), selon les applications certaines sont déterminantes dans le choix de l’architecture. Enfin, sur la base d’une même spécification trois architectures différentes sont étudiées et comparées.
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The aim of this paper is to propose a method of amplifier architecture selection to design a high power microwave amplifier to a given specification. The amplifier design depends on the application (RADAR, communications, countermeasures or seeker). The key performances allow the choice of the technology (vacuum tube, SSPA). Based on a countermeasure application, this article presents three different architectures and compares their performance.
Auteur(s)
-
Bertrand GERFAULT : Architecte Produit Amplificateur - THALES/AVS/MIS direction technique, Velizy Villacoublay, France
INTRODUCTION
Lors des phases initiales de conception, il peut être compliqué de choisir une technologie et une architecture pour le développement d’un amplificateur hyperfréquence. Ces choix initiaux peuvent avoir des conséquences importantes sur le produit en termes de coût et de temps de développement de la solution. Cet article propose une méthode pour guider les développeurs dans les choix de conception d’un amplificateur à partir d’une spécification donnée. Les paramètres déterminants de la spécification dépendent fortement de l’application considérée (radiocommunications, RADAR, contre-mesures, autodirecteur…), de la plateforme sur laquelle sera installée l’amplificateur (satellite, aéronef, navire ou véhicule terrestre) et des performances (puissance, bande de fréquence, linéarité) visées. Les applications, les plateformes et les performances permettent de sélectionner les architectures des amplificateurs de puissance. Les performances à atteindre (puissance, consommation, bande de fréquences, modulation…) vont également permettre de déterminer la technologie (état solide ou tube hyperfréquence) à considérer. Cet article présente les performances qui seront déterminantes dans le choix de l’architecture, éventuellement la puissance mais pas uniquement. Pour les applications de radio communications, la linéarité est primordiale. Pour les applications spatiales, le rendement électrique et la fiabilité doivent être prises en compte. Les différentes architectures d’amplificateur sont ensuite présentées et détaillées. Enfin, à partir d’un exemple d’une spécification d’un amplificateur pour une application de contre-mesures, trois choix de conception différents sont étudiés et comparés.
Le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire et un tableau des sigles utilisés.
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KEYWORDS
power | microwaves | vacuum tuubes | amplifiers
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Conclusion
En anglais
4. Illustration avec trois exemples d’architecture
Le but de ce chapitre est de montrer à partir d’un exemple de spécification les impacts des choix de l’architecture sur les performances de l’amplificateur.
Les trois exemples d’architecture sont évalués pour la même spécification. Un amplificateur large bande dans la bande 6 à 18 GHz de 100 W de puissance de sortie à saturation pour une application de contre-mesure RADAR. Les architectures présentées et évaluées sont :
-
Tube à Onde Progressive (TOP) ;
-
amplificateur à état solide (SSPA) avec recombinaison en arbre par de T-Hybride pour la recombinaison ;
-
amplificateur à état solide (SSPA) avec recombinaison en parallèle par combinaison spatiale.
4.1 Architecture monochaîne à tube
Nous décrivons dans ce chapitre une architecture d’un amplificateur à tube hyperfréquence (figure 22). Pour cette application très large bande, le tube hyperfréquence le plus adapté est le TOP. Nous n’allons pas détailler le fonctionnement d’un tube à onde progressive détaillé dans l’article [E 1 621]. Néanmoins, nous décrirons les principes de base afin de pouvoir l’intégrer dans l’architecture de l’amplificateur.
La construction de l’architecture d’un amplificateur se décline autour du tube lui-même. Elle est constituée des éléments présentés sur la figure 22 :
-
ligne d’entrée ;
-
ligne de sortie ;
-
tube TOP ;
-
alimentation haute tension ;
-
alimentation pour le chauffage et la polarisation de la grille ;
-
alimentation basse tension ;
-
réseau de filtrage (CEM) ;
-
carte de contrôle.
-
Le principe de l’amplification dans un tube hyperfréquence...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BOYAJIAN (T.) - * - . – Thèse Etude et réalisation d’un circulateur hyperfréquence à nano particules magnétiques orientées dans la bande 40-60GHz (2011).
-
(2) - LEGGIERI (A.), ORENGO (G.), PASSI (D.), DI PAOLO (F.) - The Squarax spatial power combiner. - Progress in Electromagnetics Research C, vol. 45, p. 43-55 (2013).
-
(3) - SPATIAL COMBINING TECHNOLOGY - Revolutionizing the microwave power amplifier. - Microwave Journal (2008).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
BELLUOT (J.), GERFAULT (B.). – Amplificateur hyperfréquences de puissance à état solide et combineur de puissance comprenant quatre tels amplificateurs à état solide. FR2006096 (2020).
GERFAULT (B.), BELLUOT (J.). – Système combineur de puissance comprenant quatre amplificateurs de puissance hyperfréquences à état solide. FR2006098 (2020).
PIQUET (J.L.), BARIOU (D.), BOUALAM (N.). – Coupleur hyperfréquence bidirectionnel comprenant deux guides d’onde parallèles, à double nervure. FR1873069 (2018).
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