Comparaison entre amplificateurs état solide et tubes électroniques

Cet article propose une analyse comparative des technologies d’amplification de puissance, à base de tubes électroniques (TWTA, klystrons ou tétrodes) ou de solutions à état solide (SSPA). Une première partie donne un descriptif des différents paramètres que l’utilisateur compare : au-delà de la capacité de l’une ou de l’autre technologie de fournir la puissance à la fréquence demandée, il s’agit du coût d’achat, du coût de possession, de la fiabilité et de la disponibilité opérationnelle, et évidemment, du respect des performances visées, par exemple en termes de bande passante et de linéarité, volume et masse. Les rendements électriques à saturation et au point de fonctionnement feront l’objet d’un intérêt particulier, tout comme les performances en bruit.

Nous proposons ensuite une analyse plus approfondie sur trois grands secteurs d’application où les deux technologies sont utilisées l’une et l’autre : les radars pour les applications de défense, où l’apparition des antennes actives à balayage électronique est à présent le facteur le plus dimensionnant dans le choix des technologies ; les accélérateurs de particules dont les besoins en puissance pure sont particulièrement élevés, souvent supérieurs à 1 MW ; et à l’opposé, les systèmes de communications par satellite, qui exigent des puissances moyennement élevées – de la classe d’une centaine de watts – à des fréquences centimétriques et millimétriques, et de surcroît un très bon rendement électrique associé à un comportement linéaire. Pour chacune de ces applications, l'article fournira une explication du besoin en puissance ainsi que les principaux critères de choix.

Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire des termes importants de l’article, ainsi qu’un tableau des sigles et des symboles utilisés.