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Joseph ACHKAR : Docteur de l’Université Paris-7 - Habilité à diriger des recherches (HDR) de l’Université Paris-6 - Ingénieur du laboratoire national de métrologie et d’essais LNE à l’Observatoire de Paris
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les laboratoires de métrologie des industries et des universités utilisent des analyseurs de réseaux hétérodynes pour caractériser des réseaux micro-ondes (ou hyperfréquences) passifs (affaiblisseurs, filtres…) et actifs (transistors, amplificateurs…). Ce type d’analyseurs constitués de composants micro-ondes non idéaux est entaché d’erreurs systématiques et nécessite donc un calibrage approprié à l’aide d’un kit de calibrage constitué, en principe, de charges fixes et glissantes, de courts-circuits et de circuits ouverts, fournis soit par le constructeur de l’analyseur, soit par un fabricant spécialisé.
Une vérification de l’analyseur, après calibrage, doit être effectuée à l’aide d’un kit de vérification composé, généralement, d’affaiblisseurs fixes, de lignes à air adaptées et désadaptées. Les constituants d’un kit de vérification doivent avoir des valeurs connues, donc être étalonnés. Il s’agit de pouvoir les caractériser complètement, en module et en phase, en réflexion et en transmission. L’analyseur de réseaux vectoriel 6-port peut effectuer cet étalonnage.
Les notations utilisées dans ce dossier sont les mêmes que celles du dossier Analyseurs de réseaux en micro-ondes réf. [3], auquel le lecteur pourra se reporter.
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- Version archivée 1 de avr. 1996 par Joseph ACHKAR
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4. Calibrage de l’analyseur 6-port
Avant toute utilisation comme système de mesure, l’analyseur 6-port doit être calibré afin de déterminer tous les paramètres intrinsèques le caractérisant. Une fois calibré convenablement, l’analyseur 6-port pourrait effectuer des mesures exactes en réflexion et en transmission à partir de mesure de puissance.
L’étape préliminaire de calibrage consiste à déterminer les constantes caractéristiques des réseaux 6-port « parfaits » résultant de la transformation (espace P – plan w). Le calibrage proprement dit concernera le réseau 4-port où toutes les méthodes de calibrage existantes dans les systèmes hétérodynes peuvent être appliquées. En particulier pour les supports coaxiaux : la méthode SOLT (short – open – load – thru) et la méthode TRL (thru – reflect – line) ou plus généralement LRL (line – reflect – line). On ne retiendra ici que la méthode TRL (ou LRL) qui présente un avantage considérable dans le domaine de la métrologie micro-onde, sur des supports de lignes coaxiales et de guides d’ondes.
4.1 Calibrage du réseau 4-port
La méthode TRL (thru – reflect – line) choisie est une méthode de calibrage particulièrement efficace utilisant un nombre restreint d’étalons micro-ondes. L’étalon principal est l’impédance de la ligne à air de précision utilisée ; cette ligne uniforme qui est considérée comme étant le plus exact étalon micro-onde disponible. La technique utilisée permet donc, de déterminer les trois constantes complexes restantes (a, b, c), définies par l’équation [1] de la transformation fractionnelle linéaire w → ρ. Elle consiste à déterminer la réponse de l’analyseur (figure 5) avec les deux voies de mesures connectées ensemble (thru) ; puis, avec la même terminaison, inconnue et à fort facteur de réflexion, connectée, en réflexion, à chaque voie de mesure (reflect) ; et finalement, avec une ligne de longueur arbitraire et inconnue (mais...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ENGEN (G.F.) - Microwave circuit theory and foundations of microwave metrology. - IEE Electrical Measurement series 9 (1992).
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(2) - ACHKAR (J.) - Développement d’analyseurs de réseaux 6-port au BNM/LCIE. - Bulletin du BNM No. 96, pp. 23-31 (1994).
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(3) - ACHKAR (J.) - Analyseurs de réseaux en micro-ondes. - Techniques de l’Ingénieur, article (12-2006).
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(4) - * - Laboratoire national de métrologie et d’essais LNE http://www.lne.fr.
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(5) - * - École Nationale Supérieure des Télécommunications http://www.enst.fr.
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(6) - BERGEAULT (E.) - Étude et réalisation d’un analyseur de réseaux 6-portes dans la bande de fréquence 1-18 GHz. - Thèse de l’ENST (1991).
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