Présentation
RÉSUMÉ
Cet article traite de la modélisation et des calculs des structures de guidage HF. Deux types de méthodes sont présentés : les méthodes approchées, valables dans une certaine gamme de fréquence et pour quelques géométries, et les méthodes exactes, dont la méthode spectrales, plus complexes. Une présentation de la prise en compte des discontinuités de géométrie complète cet article, en permettant de prévoir le comportement global du circuit.
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Lire l'articleAUTEUR(S)
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Marc HÉLIER : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité - Docteur – Ingénieur - Professeur à l’université Pierre-et-Marie-Curie
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Michel NEY : Professeur à l’ENST-Bretagne - Directeur du Laboratoire d’électronique et des systèmes de télécommunications - (LEST) à Brest
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Christian PICHOT : Directeur de Recherche au Centre national de recherche scientifique (CNRS) - Laboratoire d’Électronique, Antennes et Télécommunications
INTRODUCTION
Dien que de géométries simples, les microlignes usuelles (microruban ou ligne à fente par exemple) sont difficiles à étudier en raison de la non-homogénéité du milieu qui les supporte (air et diélectrique). Il en résulte des conditions aux limites complexes, en particulier à l’interface air-diélectrique, dont l’introduction rend la résolution de l’équation de Helmholtz difficile.
En raison de cette difficulté, différentes méthodes approchées ont été proposées pour parvenir à l’expression de la constante de propagation et du champ transporté dans une microligne . Parmi ces méthodes, on peut citer pour l’application à la ligne à microruban :
les méthodes quasi statiques (transformation conforme, différences finies, équation intégrale) utilisées dans le cadre d’une approximation TEM de la propagation ;
les modèles en guide (modèle du guide à nervures, modèles d’ondes TE et TM couplées).
L’inconvénient de ces méthodes est de n’être valides que pour des géométries et des gammes de fréquences limitées.
Des approches rigoureuses ont été développées grâce à l’apparition de nouveaux moyens de calcul. Des méthodes d’ équations intégrales , de différences finies ou de transformation de Fourier ont permis d’aboutir à une connaissance exacte des phénomènes de propagation dans ces nouvelles structures de guidage. Une des méthodes les plus utilisées actuellement est la méthode spectrale dont la mise en œuvre repose sur l’emploi des algorithmes de transformée de Fourier rapide (FFT), aujourd’hui disponibles sur la plupart des calculateurs.
L’étude des discontinuités de géométrie (indésirables ou volontairement introduites) permet de prévoir le comportement global du circuit.
Les structures de guidage pour circuits micro-ondes et millimétriques font l’objet de trois articles :
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DOI (DIGITAL OBJECT IDENTIFIER)
Structures de guidage HF - Modélisation et calculs
Méthodes de calcul et d’analyse
Références bibliographiques
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