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Tubes électroniques hyperfréquences - Technologies et tubes à grilleArticle de référence | Réf : E1621 v2
Auteur(s) : Thierry LEMOINE
Date de publication : 10 mai 2017
Relu et validé le 15 déc. 2022
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Tubes électroniques hyperfréquences - Tubes à onde progressiveCet article fait partie de l’offre
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D’autres tubes font l’objet de recherches pour extraire une très forte puissance crête, et peut-être certains connaîtront-ils des débouchés importants. Il est impossible de les décrire ici ; nous nous contentons d’en citer quelques-uns.
Les plus connus sont les amplificateurs dérivés du principe du gyrotron. Les gyroklystrons et les gyroTWT sont étudiés pour des applications exigeant des centaines de kWc entre 20 et 140 GHz, essentiellement des radars de trajectographie. Le peniotron est une variante du gyrotron, qui se contente de champs magnétiques plus faibles, d’où son intérêt.
Les chercheurs russes ont imaginé d’autres tubes CRM où le faisceau suit une trajectoire hélicoïdale synchronisée avec une onde à polarisation circulaire. Mais, à la différence des gyrotrons et autres gyroklystrons, les électrons restent monocinétiques : il n’y a pas de bunching. L’intérêt est de permettre un rendement très élevé (classe 75%), puisque le processus de freinage n’induit pas de dispersion de vitesse. Ces tubes (gyrocons et magnicons) fonctionnent sur des tensions très élevées (classe 400-500kV) et ils ont fait l’objet de peu de réalisations.
Les BWO, klystrons et magnétrons « relativistes », permettent d’atteindre des puissances crêtes phénoménales (le GWc) pendant des temps très brefs. Ils conjuguent des faisceaux relativistes et la magie de la loi P RF ~ V k 2 (variante de la loi P RF ~ V k 5/2 lorsque les électrons ont une vitesse égale à c). Ces objets sont à vocation militaire (« l’arme hyperfréquence », qui projette à des kilomètres des champs électriques RF susceptibles de détruire des récepteurs électroniques), de même que d’autres objets dérivés du principe du maser, tel l’ubitron (proche cousin du laser à électrons libres), le vircator (virtual cathode oscillator) où le champ électrique flirte avec la limite de Fowler-Nordheim ; le concept est voisin, mais le champ alterné est électrostatique), le MILO…
Citons pour conclure les cousins dédaignés des tubes existants : la twistrode, hybride entre une triode et un TWT ; le twistron, hybride entre un klystron et un TWT ; l’orotron,...
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ÉLECTRONIQUE
(1) - SPANGENBERG (K.R.) - Vacuum Tubes. - McGraw-Hill (1948).
(2) - WARNECKE (R.) et al - Tubes à modulation de vitesse. - Gauthier-Villars (1951).
(3) - TSIMRING (S.E.) - Electron Beam and Microwave Vacuum Electronics. - Wiley (2006).
(4) - GILMOUR (A.S.Jr.) - Microwave Tubes. - Artech House (1986).
(5) - GEWARTOWSKI (J.W.) et al - Principles of Electron Tubes. - D. van Nostrand (1965).
(6) - BARKER (R.J.) et al - Modern Microwave and Millimeter-Wave Power Electronics. - Wiley (2005).
(7)...
L'édition des proceedings de l'IVEC (International Vacuum Electronics Conference, manifestation annuelle sponsorisée par l'IEEE) est la publication indispensable pour se tenir informé de l'évolution des technologies de tubes électroniques et de leurs applications.
HAUT DE PAGE2 Données statistiques et économiques
La liste, classée par pays et qui présente les acteurs de cette filière, est aussi complète que possible, mais il y a forcément quelques omissions, dont l'auteur espère qu'il ne lui en sera pas tenu rigueur. Les différences de taille entre ces acteurs ne sont pas indiquées, mais elles peuvent être importantes.
Les acteurs industriels (tableau 1) ont (presque) tous un site Internet sur lequel leurs produits sont présentés. Les acteurs académiques retenus (tableau 2) sont ceux qui ont présenté récemment le résultat de leurs travaux à la conférence annuelle IVEC.
Aux États-Unis, CPI est la nouvelle identité de l'activité tubes électroniques, autrefois propriété de Varian, qui regroupe également des activités cédées par les sociétés Eimac, Bomac, SFD, Econco et GE (TWT). L3-ED est la nouvelle identité de l'activité tubes électroniques autrefois propriété de Litton, et qui regroupe des activités cédées par les sociétés Raytheon, RCA, Sylvania, Northrop-Grumman...
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