HYPERFRÉQUENCES
Autres dispositifs à diodes en hyperfréquences
L'importance prise par les semiconducteurs dans les oscillateurs à l'état solide n'a cessé de s'affirmer. Il existe de nombreux autres dispositifs U.H.F. utilisant des diodes : commutateurs, interrupteurs, déphaseurs, détecteurs, mélangeurs, limiteurs... Une des caractéristiques communes de ces appareils est leur grande bande passante couvrant aisément plusieurs octaves : cela est dû en partie au fait que la dimension d'une diode semiconductrice est toujours petite devant la longueur d'onde, ce qui permet de la faire travailler en « constante localisée », donc indépendamment de la fréquence. L'insensibilité de leurs caractéristiques à la température dans la gamme habituelle de fonctionnement (− 40 0C, + 100 0C) est un autre caractère intéressant de ces dispositifs. On examinera successivement quelques possibilités des diodes PIN, des barrières de Schottky et des varactors.
Diodes PIN ou PΠN
Une diode PIN se compose de trois parties : deux zones extrêmes p+ et n+ fortement dopées, et une région intermédiaire théoriquement intrinsèque, en pratique faiblement dopée (c'est la raison pour laquelle la dénomination PΠN est plus correcte) qui possède une faible conductivité.
Un schéma équivalent est toujours valable en polarisation inverse (une grande résistance mise en parallèle avec une faible capacité). En polarisation directe, la région p+ injecte des trous dans la zone 1 tandis que la région n+ y injecte des électrons. La conductivité de la région intrinsèque devient très grande. Une diode PIN équivaut donc à la mise en série de deux jonctions PI et IN. Comme il est nécessaire que la longueur de la zone 1 soit inférieure à la longueur de diffusion, un seul corps, le silicium, convient pour fabriquer des diodes PIN, en raison de sa résistivité intrinsèque et de la durée de vie des porteurs.
Interrupteur (switch)
Une diode PIN en parallèle sur une ligne de transmission se présente, en polarisation directe, comme une résistance de très faible valeur, donc pratiquement comme un court-circuit indépendant de la fréquence, et, en polarisation inverse, comme une capacité de faible valeur, donc comme un circuit ouvert d'autant moins bon que la fréquence est élevée.
Pour que la bande passante de l'interrupteur soit la plus grande possible, il est nécessaire d'utiliser la capacité de la diode comme élément d'un filtre passe-bas.
Déphaseur à diodes
Savoir contrôler et commander électriquement la phase d'une onde U.H.F. est à la base de la réalisation d'antennes modernes, dites à « balayage électronique », où l'excursion du lobe principal est obtenue par des procédés électroniques rapides, remplaçant en totalité ou en partie la rotation mécanique, beaucoup plus lente, de l'antenne.
Parmi les trois solutions qui furent proposées, le déphaseur à diodes est une solution numérique offrant l'intérêt d'une faible consommation de puissance de commande et d'une excellente tenue en température. Deux types sont couramment utilisés.
Déphaseur numérique
Encyclopædia Universalis France
Dans le premier type, la ligne de propagation est constituée d'une succession de cellules placées en série et possédant des obstacles réactifs variables. Chaque cellule se compose en fait d'une ligne d'impédance Zc, de longueur l, chargée par une susceptance pure jB qui peut prendre deux valeurs distinctes, suivant qu'une diode se trouve dans l'état conducteur ou bloquée. Le déphasage différentiel entre ces deux états est directement fonction de la susceptance B ; on peut ainsi créer en série des différences de phase 0 − λ, 0 − λ/2, 0 − λ/4, etc..
Dans le second type, la ligne de propagation est constituée d'une succession de cellules placées en série et possédant chacune deux voies parallèles dont la longueur électrique[...]
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Écrit par
- Louis DUSSON : Ingénieur, chef d'affaires, division "systèmes, défense et contrôle", Thomson-CSF.
Classification
Médias
Magnétron à cavité
Encyclopædia Universalis France
Klystron à deux cavités
Encyclopædia Universalis France
Tube à ondes progressives
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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BOOT HENRY ALBERT HOWARD (1917-1983)
- Écrit par Bernard PIRE
- 354 mots
Physicien britannique, inventeur du magnétron à cavité.
Fils d'un ingénieur électricien, Henry Albert Howard Boot, né le 29 juillet 1917 à Birmingham (Grande-Bretagne), fait ses études à l'université de cette ville et y soutient sa thèse de doctorat en 1941. Il est immédiatement engagé au département...
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GRENATS
- Écrit par Gérard GUITARD et Ramanathan KRISHNAN
- 4 264 mots
- 11 médias
...magnétiques présentes. Au début, on a étudié des matériaux polycristallins, et vers 1959 les premiers monocristaux de YIG (Y3Fe5O12) ont été obtenus. Depuis lors, une meilleure connaissance de la structure microscopique de ces composants et de leurs propriétés magnétiques a permis de les utiliser dans... -
HYPERSONS
- Écrit par Pierre TOURNOIS
- 2 744 mots
- 3 médias
On appelle hypersons ou ondes hypersonores les ondes acoustiques ou élastiques cohérentes dont la fréquence est supérieure à 109 Hz. La structure périodique de la matière et l'ordre de grandeur des dimensions atomiques limitent leur fréquence maximale possible aux environs de 1013 Hz....
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MASER
- Écrit par Maurice ARDITI et Claude AUDOIN
- 2 300 mots
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Le mot « maser » (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation) signifie amplification de micro-ondes par émission induite de rayonnement.
Les masers présentent un très grand intérêt historique. Celui à ammoniac, réalisé par Charles H. Townes et ses collaborateurs...
