Résonateurs diélectriques - Circuits micro-ondes

Les résonateurs diélectriques sont des objets en céramique polycristalline nue ou métallisée, ou monocristallins, utilisés comme circuits résonants de base pour la réalisation de filtres et d’oscillateurs hyperfréquences, entre quelques dizaines de mégahertz et quelques dizaines de gigahertz.

Les filtres permettent la sélection d’une bande de fréquence et peuvent servir au multiplexage des fréquences comme dans les stations de base des radiotéléphones, la séparation des voies d’émission et réception de téléphones portables, etc. Ces dispositifs sont utilisés dans les applications GSM (Global System Mobile), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) et GPS (Global Positioning System).

Les oscillateurs comprennent, outre le résonateur, un circuit intégré actif. Le circuit résonant sert à stabiliser la fréquence d’émission de l’oscillateur. Un exemple d’application des plus courants est le cas de la réception directe de télévision par satellite (« television reception oscillator » : TVRO) ; l’oscillateur local émet à une fréquence proche de la fréquence reçue du satellite et permet, par différence, de convertir à des fréquences plus basses utilisables dans les appareils de télévision. Ces dispositifs sont employés dans les antennes paraboliques de réception de télévision par satellite.

Les résonateurs diélectriques non métallisés sont logés dans des boîtiers métalliques. Ils fonctionnent sur des modes diélectriques qui concentrent l’énergie dans le résonateur. Le mode fondamental est le mode en coordonnée cylindrique TE_01δ , le diamètre du résonateur étant de l’ordre de grandeur de la longueur d’onde dans le résonateur. D’autres modes sont utilisés (hybrides, de galerie, etc.).

Pour les résonateurs métallisés en mode TEM, la longueur . du résonateur est le quart de la longueur d’onde dans le résonateur (figure 1).

Les caractéristiques des dispositifs résonants à résonateur diélectrique dépendent des caractéristiques du résonateur diélectrique (tableau 1).

Les résonateurs remplacent les cavités métalliques ; comme elles, ils présentent :

• des modes de résonance dont les fréquences sont déterminées...