Bibliographie & annexes
Présentation
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 Circuits passifs hyperfréquences- Filtres et cavités, les éléments passifs réciproques Circuits passifs hyperfréquences- Éléments passifs réciproques puis les éléments non réciproques et des applications [Circuits passifs hyperfréquences- Éléments non réciproques à ferrite].
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Fréquences mises en jeu9. Autres types de guides métalliques
9.1 Guides à nervure
Il existe deux sortes de guides d’ondes à nervure (ridged waveguide) : les guides à simple nervure (figure 17a) et les guides à double nervure (figure 17b). Dans la section transversale du guide, la discontinuité due à la nervure se traduit par une charge capacitive qui a pour effet, par rapport au guide rectangulaire équivalent, de dimensions a et b, d’abaisser la fréquence de coupure du mode fondamental TE10 et de laisser à peu près inchangée celle du premier mode d’ordre supérieur TE20. En effet, cette nervure se trouve au centre du guide, là où le champ électrique du mode TE10 est maximal, alors que celui du mode TE20 y est nul. Il en résulte une nette augmentation de la bande passante du mode fondamental par rapport à celle que l’on aurait en guide rectangulaire. Des largeurs de bande avec des rapports fmax/fmin de l’ordre de trois ont pu être obtenues, ce qui est deux fois meilleur qu’avec les guides rectangulaires.
Cette importante diminution de la fréquence de coupure du mode fondamental permet d’utiliser un guide nervuré de mêmes dimensions a et b qu’un guide rectangulaire, à des fréquences nettement plus basses, ce qui réduit beaucoup l’encombrement. Cette propriété est particulièrement intéressante dans la gamme des UHF (300 à 3 000 MHz) où les dimensions des guides rectangulaires deviennent prohibitives.
Le calcul de la longueur d’onde de coupure du mode fondamental en fonction de la largeur s de la nervure, en prenant pour paramètre le rapport d/b, a été fait par Hopfer dans le cas de guides à simple et à double nervure, pour lesquels b/a = 0,45. Les résultats sont...
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Autres types de guides métalliques
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.
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(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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