Présentation
Auteur(s)
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Béatrice CABON : Professeur à l’École nationale supérieure d’électronique et de radioélectricité de Grenoble (ENSERG) - Responsable du groupe RF, Hyperfréquences et Optomicroondes à l’Institut de microélectronique, électromagnétisme et photonique (IMEP)
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Jean CHAZELAS : Directeur du Département technologies avancées, - Thales Airborne Systems
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Daniel DOLFI : Responsable du Laboratoire Identification et traitement optique du signal - Thales Research & Technology
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Lire l’articleINTRODUCTION
Compte tenu de la maturité technologique des transmissions optiques de signaux hyperfréquences, le domaine optoélectronique hyperfréquence fait apparaître, aujourd’hui, un besoin de réalisation, par des techniques et technologies optiques, de nouvelles fonctions hyperfréquences. En plus de la fonction de commutation déjà décrite (cf. article Optoélectronique hyperfréquence - Modulation, liaisons et commutation Optoélectronique hyperfréquence- Modulation, liaisons et commutation), de nombreux travaux s’orientent vers la réalisation de fonctions de traitement optique de signaux hyperfréquences allant de la réalisation de fonctions de retard et de déphaseurs hyperfréquence (positionnées, dans cette partie, dans le cadre de la commande optique d’antenne à balayage électronique), aux fonctions de mélangeurs. Des fonctions techniques plus complexes telles que l’analyse spectrale ou la corrélation sont également issues de nouvelles approches optiques des fonctions hyperfréquences. Enfin, la commande optique de composants hyperfréquences ou l’interaction optique-hyperfréquence avec comme exemple de base l’utilisation de la photoconduction, font également l’objet d’une autre approche du mariage de l’optique et des hyperfréquences.
Les interactions optique/micro-ondes concernent l’émission, la détection, le comportement et le traitement de photons lors de leur interaction avec les signaux électriques dans le domaine des hautes fréquences (supérieures à 1 GHz).
Depuis l’émergence de ces nouvelles techniques dans les années 1970, ce domaine nouveau s’est développé vers des applications d’importance commerciale probante. Ce domaine inclut le contrôle optique de dispositifs micro-ondes, la génération optique de signaux hyperfréquences, les composants optoélectroniques opérant dans le domaine micro-onde, les liaisons optiques très rapides, et le traitement optique du signal micro-onde analogique et numérique de haut débit pour générer de nouvelles fonctions dans les systèmes micro-ondes.
Le présent article s’inscrit dans une série consacrée à l’optoélectronique hyperfréquence :
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Optoélectronique hyperfréquence - Composants Optoélectronique hyperfréquence- Composants;
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Optoélectronique hyperfréquence - Modulation, liaisons et commutation Optoélectronique hyperfréquence- Modulation, liaisons et commutation ;
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Optoélectronique hyperfréquence - Commandes et traitement du signal [E 3 332] ;
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Optoélectronique hyperfréquence - Composants et fonctions (Comparatif) Optoélectronique hyperfréquence[E 3 333].
Pour plus de détails sur le fonctionnement des antennes à balayage électronique, le lecteur consultera utilement les articles Antennes actives - Principes de conception Antennes actives- Principes de conception et Antennes actives - Dimensionnement Antennes actives- Dimensionnement dans ce traité.
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- Version courante de janv. 2016 par Daniel DOLFI, Jean CHAZELAS
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Contrôle optique de dispositifs micro-ondesArticle inclus dans l'offre
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2. Traitement optique du signal
De nombreuses fonctions micro-ondes ont été obtenues par traitement optique du signal micro-ondes. Certaines d’entre elles sont difficiles ou quasiment impossibles à réaliser sans la contribution de l’optique. Un grand éventail de fonctions originales obtenues par interaction optique/micro-ondes est décrit dans l’ouvrage référencé par de nombreux experts du domaine. L’avantage à utiliser l’optique plutôt que des lignes de transmission en cuivre est bien connu et décrit dans le tableau 1 traduit de l’article de R. ESMAN : gain de poids, immunité aux interférences électromagnétiques, faibles pertes, produit bande
temps bien plus grand (le lecteur consultera aussi à ce sujet l’article Comparaison des liaisons optiques et électriques dans ce traité). On montrera ici que l’intérêt de l’optique n’est pas restreint au transport du signal micro-onde, mais s’étend aussi au traitement tout-optique de ce signal.
Ce traitement inclut des fonctions :
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passives comme le filtrage, le déphasage, la corrélation ;
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actives comme le mélange micro-onde pour la conversion haute et basse de fréquences, l’amplification... ;
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mais aussi le contrôle optique de dispositifs micro-ondes,...
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Traitement optique du signal
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - FRIGYES (I.), SEEDS (A.J.) - Optically generated true-time delay in phased array antennas, - IEEE Transactions On Microwave Theory and Techniques, vol. 43, no 9 (sept. 1995).
-
(2) - Photonics and Phased Array Systems, - SPIE International technical Group Newsletter/Optical Processing & Computing, vol. 10, no 1 (avr. 1999).
-
(3) - DOLFI (D.), JOFFRE (P.), ANTOINE (J.), HUIGNARD (J.-P.), PHILIPPET (D.), GRANGER (P.) - Experimental demonstration of a phased array antenna optically controlled with phase and time delays, - Applied Optics, vol. 35, no 26 (sept. 1996).
-
(4) - PASTUR (L.), TONDA-GOLDSTEIN (S.), DOLFI (D.), HUIGNARD (J.-P.), MERLET (T.), MASS (O.), CHAZELAS (J.) - Two-dimensional optical architectures for the receive mode of phased array antennas, - Applied Optics, vol. 38, no 14 (mai 1999).
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(5) - Proceedings of the 3 rd International Summer School OMW, Interactions between Microwaves and Optics, - Recueil de la 3e École d’été internationale OMW, Interactions entre micro-ondes et optique), Autrans,...
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