S'inscrire aux newsletters

Article précédent

Résonateurs diélectriques - Circuits micro-ondes

Article de référence | Réf : E1922 v2

Résonateurs diélectriques - Matériaux et composants

Auteur(s) : Pierre FILHOL

Date de publication : 10 déc. 2016

Article suivant

Caractéristiques générales des condensateurs – Condensateurs céramiques

Cet article fait partie de l’offre

Électronique (231 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète et actualisée d'articles validés par des comités scientifiques

Un service Questions aux experts et des outils pratiques

Des Quiz interactifs pour valider la compréhension et ancrer les connaissances

ABONNEZ-VOUS

Quitter la lecture facile

RÉSUMÉ

Les résonateurs diélectriques sont des éléments de base pour les circuits hyperfréquences comprenant des filtres, des oscillateurs. Cet article présente la fabrication des résonateurs diélectriques en commençant par la caractérisation de la permittivité, du facteur de qualité et de la stabilité thermique, continuant avec le procédé d’élaboration céramique. Ensuite des critères de sélection sont donnés, ainsi que des références du marché. L’origine physique de la permittivité du matériau est introduite avec des listes de matériaux et diagrammes chimiques. Il se termine par la mise en œuvre du résonateur diélectrique utilisé dans le mode TE₀₁_d , et des exemples d’oscillateur et de filtres.

Lire l’article

ABSTRACT

Dielectric resonators. Materials and components

Dielectric resonators are essential elements for microwave circuitry, including filters and oscillators. This article presents the fabrication of dielectric resonators, beginning with the characterization of the permittivity, the quality factor and the thermal stability, continuing with the ceramic manufacturing process. Then selection criteria are given, and market references. The physical origin of permittivity is introduced with some material lists and chemical diagrams. Its ends with the operating way of dielectric resonator used in the TE₀₁_d modes, and examples of oscillator and filters

Auteur(s)

Pierre FILHOL : Ingénieur ESPCI - Exxelia Temex, Pessac, France

INTRODUCTION

Dans l’article [E1920], les résonateurs diélectriques ont été présentés en remplacement des cavités métalliques dans les circuits micro-ondes, comme éléments résonnants. Ils entrent dans la réalisation d’oscillateurs ou de filtres et sont employés suivant divers modes électromagnétiques de type TE, TM, TEM. Dans cet article, la caractérisation des propriétés des résonateurs diélectriques est donnée. Effectuée par le fabricant, elle lui permet d’améliorer ces propriétés au bénéfice de l’utilisateur, soit : permittivité élevée pour une plus grande miniaturisation, facteur de qualité élevé pour l’obtention d’une haute pureté spectrale d’un oscillateur ou un minimum de pertes d’insertion d’un filtre, coefficient de température ajustable. Cela se fait par l’étude des compositions chimiques et du procédé céramique comprenant le mélange intime des éléments, matières premières, oxydes ou carbonates pulvérulents, cela en général par voie liquide, puis les conditions de frittage, dont les températures et l’atmosphère oxydante. Les formulations qui sont présentées ont été déterminées à partir d’oxydes simples comme l’alumine Al₂O₃ ou l’oxyde de titane TiO₂ de permittivité respectivement ~10 et ~100, et d’autres oxydes de baryum, zirconium, étain, tantale, niobium, terres rares comme le samarium, le néodyme, etc. Ces formulations non triviales permettent d’avoir un bon compromis entre une stabilité thermique en fréquence améliorée, de quelques 10^–6/K, et des pertes diélectriques suffisamment faibles, inférieures à 10^–3 ou, en équivalence, des facteurs de qualité supérieurs à 1 000 jusqu’à des dizaines de milliers. Quelques éléments de mise en œuvre dans les circuits sont donnés.

Lire l’article

MOTS-CLÉS

hyperfréquences | céramiques | résonateurs titanates tantalates

KEYWORDS

microwaves | ceramics | resonators titanates tantalates

VERSIONS

Il existe des versions antérieures de cet article :

Version archivée 1 de nov. 2004 par Pierre FILHOL

Lire l'article

BIBLIOGRAPHIE

(1) - HAKKI (B.W.), COLEMAN (P.D.) - A dielectric resonator method of measuring inductive capacities. - IRE Trans MTT, no 8, p. 402-10, juil. 1960.
(2) - COURTNEY (W.E.) - Analysis and evaluation of a method of measuring the complex permittivity and permeability of microwave insulators. - IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, MTT-18, no 8, août 1970.
(3) - KOBAYASHI (Y.), KATOH (M.) - Microwave measurement of dielectric properties of low-loss materials by the dielectric rod resonator method. - IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, MTT-33, no 7, p. 586-592, juil. 1985.
(4) - KOBAYASHI (Y.), TAMURA (H.) - Round robin test on a dielectric resonator method for measuring complex permittivity at microwave frequency. - IEICE TRANS. ELECTRON., n° E77-C. 6 June, p.882-886 (1994).
(5) - PLOURDE (J.K.), LINN (D.F.), O’BRIAN (H.M.), THOMSON (J.) - Ba₂Ti₉O₂0 as a microwave dielectric resonator. - J. Am. Ceram. Soc. 58, n° 9-10,...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

NORMES

Normalisation des matériaux et résonateurs diélectriques pour filtres et oscillateurs - Projet de norme 49 (sec) 268 -

1 Annuaire

Laboratoires – Bureaux d’études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)

Laboratoire Universitaire des Sciences Appliquées ( http://www.chbg.unicaen.fr/lusac)

HAUT DE PAGE

2 Données statistiques et économiques

HAUT DE PAGE

Lire l’article

DÉTAIL DE L'ABONNEMENT :

TOUS LES ARTICLES DE VOTRE RESSOURCE DOCUMENTAIRE

Accès aux :

Articles et leurs mises à jour

Nouveautés

Archives

Articles interactifs

Formats :

HTML illimité

Versions PDF

Site responsive (mobile)

Info parution :

Toutes les nouveautés de vos ressources documentaires par email

DES ARTICLES INTERACTIFS

Articles enrichis de quiz :

Expérience de lecture améliorée

Quiz attractifs, stimulants et variés

Compréhension et ancrage mémoriel assurés

DES SERVICES ET OUTILS PRATIQUES

Questions aux experts

Les meilleurs experts techniques
et scientifiques vous répondent

Articles Découverte

La possibilité de consulter des
articles en dehors de votre offre

Dictionnaire technique multilingue

45 000 termes en français, anglais,
espagnol et allemand

Votre site est 100% responsive,
compatible PC, mobiles et tablettes.

FORMULES

	Formule monoposte	Autres formules
Ressources documentaires
Consultation HTML des articles	Illimitée	Illimitée
Quiz d'entraînement	Illimités	Illimités
Téléchargement des versions PDF	5 / jour	Selon devis
Accès aux archives	Oui	Oui
Info parution	Oui	Oui

Services inclus
Questions aux experts (1)	4 / an	Jusqu'à 12 par an
Articles Découverte	5 / an	Jusqu'à 7 par an
Dictionnaire technique multilingue	Oui	Oui
(1) Non disponible pour les lycées, les établissements d’enseignement supérieur et autres organismes de formation.
	Formule 12 mois monoposte 2 185 € HT	Autres formules (Multiposte, pluriannuelle) DEMANDER UN DEVIS

DEMANDER UN DEVIS

Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - CARACTÉRISATION

1.1 - Mesure de la permittivité
1.2 - Mesure des pertes diélectriques
1.3 - Mesure de la stabilité en température

2 - ÉLABORATION DES MATÉRIAUX

3 - SÉLECTION DE MATÉRIAUX DIÉLECTRIQUES

3.1 - Coefficient de stabilité thermique de la fréquence
3.2 - Permittivité relative réelle et facteur de qualité

4 - PERMITTIVITÉ DES MATÉRIAUX ET PERTES DIÉLECTRIQUES

4.1 - Permittivité
4.2 - Pertes diélectriques en fonction de la fréquence, de la température et de la permittivité

5 - GAMME DE MATÉRIAUX CÉRAMIQUES HYPERFRÉQUENCES

5.1 - Titanates de base ZrTiO4
5.2 - Titanates du diagramme CaTiO3-NdAlO3
5.3 - Titanates du diagramme SrTiO3-LaAlO3
5.4 - Tantalates des diagrammes BaO-ZnO-Ta2O5 et BaO-MgO-Ta2O5 : matériaux BZT et BMT
5.5 - Titanates des diagrammes BaO-Sm2O3-TiO2 et BaO-Nd2O3-TiO2 : matériaux BST et BNT