Article

1 - DÉFINITION D’UN AMPLIFICATEUR RF DE PUISSANCE

2 - PRINCIPALES PERFORMANCES D’UN AMPLIFICATEUR

3 - ARCHITECTURES

4 - ILLUSTRATION AVEC TROIS EXEMPLES D’ARCHITECTURE

5 - CONCLUSION

6 - GLOSSAIRE

7 - SIGLES

Article de référence | Réf : E1612 v1

Architectures des amplificateurs de puissance RF et hyperfréquence

Auteur(s) : Bertrand GERFAULT

Date de publication : 10 juin 2024

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Sommaire

Présentation

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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ABSTRACT

RF and microwave Power amplifier architectures

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

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-e1612


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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).

1 Brevets

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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2 Normes et standards

STANAG 4370 AECTP 250 ed CConditions d'environnement électriques et électromagnétiques.

STANAG 4370 édition 7-AECTP230Conditions...

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