Bibliographie & annexes
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English
Auteur(s)
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Paul-François COMBES : Docteur en sciences Professeur à l’université Paul-Sabatier, Toulouse
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Raymond CRAMPAGNE : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité (Supélec ) - Docteur en sciences Professeur à l’Institut national polytechnique de Toulouse (ENSEEIHT)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Il existe un très grand nombre de guides d’ondes, les uns métalliques, les autres diélectriques. Ce sont, dans tous les cas, des structures qui restent invariantes quand on effectue une translation selon un axe qui constitue la direction de propagation de la puissance active (figure 1).
Le milieu 1 où se propagent les ondes est toujours un milieu diélectrique. Dans les guides d’ondes métalliques, ce milieu est limité par une interface diélectrique-conducteur (milieu 2, métallique) tandis que, dans les guides d’ondes diélectriques, ce milieu est limité par une interface diélectrique-diélectrique (milieu 2, diélectrique).
Les guides diélectriques sont très peu utilisés dans les circuits passifs micro-ondes. En effet :
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le guide diélectrique à section circulaire est surtout utilisé pour les télécommunications aux fréquences optiques, d’où son nom de fibre optique (voir Fibres optiques pour télécommunications [E 7 110] dans le traité Télécoms) ;
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les guides diélectriques à structure planaire sont utilisés pour les circuits intégrés en ondes millimétriques où ils se prêtent bien à l’intégration des composants actifs et passifs. Ils servent aussi à réaliser des circuits passifs, mais aux fréquences optiques [1] [2].
Nous traiterons donc ici des guides d’ondes métalliques qui sont très employés en tant que circuits passifs en ondes centimétriques et millimétriques. Les structures les plus utilisées sont à section transversale rectangulaire ou circulaire. Ils peuvent fonctionner soit en mode fondamental (guides standards), soit en modes supérieurs (guides surdimensionnés). Nous parlerons aussi de quelques autres types de guides métalliques, notamment les guides à nervure centrale ainsi que les guides en U, en H et à rainure qui sont utilisables au-delà de 100 GHz.
Cet article est la première partie d’un ensemble de quatre articles sur les circuits passifs hyperfréquences , et . Par la suite, les auteurs présentent les filtres et cavités , les éléments passifs réciproques puis les éléments non réciproques et des applications [].
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Mode fondamental des guides rectangulaires
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2. Guides d’ondes rectangulaires
2.1 Expressions des champs
Soit un guide d’ondes rectangulaire dont nous notons a le grand côté et b le petit côté. Par convention, nous prenons les axes des x et des y respectivement parallèles au grand et au petit côté (figure 2), tandis que l’axe des z est parallèle à l’axe d’invariance du guide.
Le calcul des champs électromagnétiques de ce guide s’effectue en recherchant les solutions de l’équation de propagation dans le diélectrique du guide, compte tenu des conditions aux limites imposées par les parois conductrices. Ce calcul tout à fait classique montre que la propagation s’effectue selon des modes transverses électriques (notés TE ou H) pour lesquels E z = 0 et transverses magnétiques (notés TM ou E) pour lesquels H z = 0.
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La fonction génératrice des modes TE mn est :
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Guides d’ondes rectangulaires
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - D’AURIA (L.), MORONVALLE (C.), RICHIN (P.) - Coupleurs passifs pour distribution par fibres optiques - . Télécommunications Optiques, par un groupe d’ingénieurs de Thomson CSF 1982 Masson.
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(2) - KAMINOW (I.P.) - . - Optical Fiber Telecommunication III. Vol. A et B.1997 Academic Press.
-
(3) - COMBES (P.F.) - Micro-ondes 1. Lignes, guides et cavités. Cours et exercices - . 2e éd. 1999 Dunod.
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(4) - Special Issue on Space Terahertz Technology - . IEEE Microwave Theory and Techniques, avril 1995, Part II (Transactions on MTT).
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(5) - MILEY (R.) - IPF Electronic Intelligence, The Interception of Radar Signals - . 1993 Artech House.
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(6) - GARDIOL (F.) - Hyperfréquences - . Vol. XIII du traité d’électricité. 1996 Dunod Université.
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