Brevet FR2509533A1 — publié le 19830114

DISPOSITIF DE POLARISATION D'ELEMENTS ACTIFS HYPERFREQJENCES -La présente invention a trait à un dispositif de polarisation d'éléments actifs hyperfréquences tels que diodes ou transistors, et notamment de transistors à effet de champ, réalisé en structure plane selon la technique du circuit imprimé associé à un support diélectrique. On connaît déjà, d'après le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 4 023 125 déposé le 17 octobre 1975 par la Société cessionnaire General Electric Company et délivré le 10 mai 1977, des circuits de polarisation d'éléments hyperfréquences qui comprennent un tronçon de ligne de transmission présentant une haute impédance à son point de raccordement avec la ligne de transmission principale parcourue par le signal hyperfréquence utile Dans ces circuits, l'accroissement de bande passante est recherché à l'aide d'une chaîne de segments de lignes de transmission reliés en série, ce qui d'une part conduit à un dispositif relativement encombrant et d'autre part n'empêche pas que des réflexions parasites prennent une importance croissante dès qu'on s'éloigne de la fréquence de résonance du tronçon de ligne de transmission. Le but de l'invention est de proposer un dispositif de pola- risation tel que défini plus haut, et qui soit à la fois très compact et à large bande de fréquence L'invention concerne à cet effet un dispositif de polarisa- tion d'éléments actifs hyperfréquences réalisé en structure plane se- lon la technique du circuit imprimé associé à un support diélectrique et comprenant un circuit d'alimentation destiné à fournir, par l'inter médiaire d'un tronçon de ligne de transmission interposé entre ce circuit et une ligne principale de transmission et présentant en son point de raccordement avec celle-ci une impédance suffisamment élevée pour interdire la transmission du signal hyperfréquence utile parcou- rant la ligne principale vers le circuit d'alimentation tout en auto- risant la transmission du courant continu délivré par ce circuit, un courant continu de polarisation à un élément actif hyperfréquence placé en série sur la ligne principale de transmission, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de filtrage du type passe-bande vis-à-vis du signal hyperfréquence utile, composé de deux rubans con- ducteurs qui sont raccordés en parallèle sur la ligne principale de transmission, symétriquement de part et d'autre du point de raccorde- ment du tronçon de ligne à la ligne principale, et qui sont situés à une distance de ce point égale environ au quart de la longueur d'onde du signal hyperfréquence utile. Avec la structure ainsi proposée, les réflexions qui se produisent sur les deux rubans conducteurs s'annulent mutuellement lorsqu'on se trouve à la fréquence utile, puisqu'elles sont égales en amplitude et de sens opposé Aux fréquences inférieures à cette fréquence utile, les réflexions résiduelles dues aux rubans conduc- teurs, qui sont capacitifs, compensent, par un choix approprié des valeurs des capacités de ces rubansj les réflexions dues au tronçon de ligne de transmission (qui, lui, est de nature inductive au-des- sous de la fréquence utile) Cette compensation reste efficace sur une bande de fréquence importante, nettement supérieure à une octave. Les particularités et avantages de l'invention seront main- tenant précisés en se référant à la description qui suit et aux des- sins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: la-figure 1 montre un mode de réalisation de-dispositif de polarisation conforme à l'art antérieur connu; et la figure 2 est une vue agrandie d'une partie de la fi- gure 1, sur laquelle sont représentés les éléments originaux d'un dis- positif de polarisation conforme à l'invention - Un exemple de dispositif de polarisation selon l'art anté- rieur est représenté sur la figure 1 et comprend une ligne principale 1 de transmission hyperfréquence sur laquelle est prévu, en série, un transistor à effet de champ 2 Un circuit d'alimentation 3 fournit au transistor 2 sa tension de polarisation, par l'intermédiaire d'un tronçon 4 de ligne de transmission interposé entre ce circuit 3 et la ligne principale 1 Le tronçon de ligne 4 présente en son point de raccordement 6 à la ligne principale 1 une impédance élevée qui, tout en autorisant l'envoi de la tension de polarisation vers le transis- tor 2, empêche la dérivation du signal hyperfréquence utile parcourant la ligne 1 vers le circuit d'alimentation 3 Dans le cas présent, cette impédance élevée est obtenue en donnant au tronçon de ligne 4 une longueur égale au quart de la longueur d'onde du signal hyperfré- quence utile et en prévoyant entre la connexion de sortie 7 du circuit d'alimentation 3 et l'extrémité E de ce tronçon 4 un dispositif qui permet de définir au point E, de façon unique et précise, un plan de court-circuit et donc de ramener au point 6, à l'autre extrémité du tronçon 4, une impédance de valeur très élevée Un élément capacitif 5 est mis en place sur la ligne principale 1 pour interdire le passage du courant de polarisation dans la direction opposée à celle du tran- sistor. Selon l'invention, le dispositif de polarisation décrit ci-dessus comprend en outre, comme le-montre la figure 2 qui est une vue agrandie d'une partie de la figure 1 et qui met en évidence les éléments originaux de ce dispositif, un filtre passe-bande vis-à-vis du signal hyperfréquence utile, composé de deux rubans conducteurs 11 et 12 raccordés en parallèle sur la ligne principale 1 Ces rubans, placés symétriquement de part et d'autre du point 6 de raccordement du tronçon de ligne 4 à la ligne 1, sont situés à une distance de ce- point 6 égale au quart de la longueur d'onde du signal hyperfréquence utile, de sorte qu'à la fréquence utile les réflexions du signal se produisant sur l'un s'annulent exactement avec celles, égales en amplitude mais de signe opposé, qui se produisent sur l'autre Aux fréquences inférieures à cette fréquence, les rubans Il et 12 sont toujours la cause de réflexions, mais qui ne s'annulent plus Cepen- dant, comme ces rubans sont capacitifs, la valeur de leurs capacités peut être choisie de façon-à compenser sur une large bande de fré- quences -plus d'une octave l'effet inductif du tronçon de ligne de transmission (en effet, le tronçon X/4 de ligne de transmission est assimilable à une inductance au-dessous de la fréquence utile, à un condensateur au-delà). Un circuit quart d'onde 21 peut être placé en parallèle sur le tronçon de ligne 4 pour constituer avec celui-ci une charge capable, par l'impédance que ce circuit ramène au point de raccorde- ment 6 lorsqu'on se trouve à une fréquence double de la fréquence utile, d'éviter la présence d'un court-circuit en ce point 6 _(ce qui serait le cas en l'absence du circuit 21, pour cette fréquence double). Ce circuit 21 est un ruban conducteur de longueur égale au quart de la longueur d'onde associée à ladite fréquence double (c'est-à-dire au huitième de la longueur d'onde du signal hyperfréquence utile) et rac- cordé au tronçon 4 en un point G situé à une distance de 6 égale aussi au quart de la longueur d'onde associée à ladite fréquence double (c'est-à-dire en un point G situé à mi-longueur du tronçon 4). Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, à partir duquel des variantes pourraient être proposées sans pour cela sortir du cadre ou de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif de polarisation d'éléments actifs hyperfré- quences réalisé en structure plane selon la technique du circuit im- primé associé à un support diélectrique et comprenant un circuit d'a- limentation destiné à fournir, par l'intermédiaire d'un tronçon de ligne de transmission interposé entre ce circuit et une ligne prin- cipale de transmission et présentant en son point de raccorde- ment avec celle-ci une impédance suffisamment élevée pour inter- dire la transmission du signal hyperfréquence utile parcourant la ligne principale vers le circuit d'alimentation tout en autorisant la transmission du courant continu délivré par ce circuit, un courant continu de polarisation à un élément actif hyperfréquence placé en sé- rie sur la ligne principale de transmission, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de filtrage du type passe-bande vis-à-vis du signal hyperfréquence utile, composé de deux rubans conducteurs qui sont raccordés en parallèle sur la ligne principale de transmission, symétriquement de part et d'autre du point de raccordement du tronçon de ligne à la ligne principale, et qui sont situés à une distance de ce point égale environ au quart de la longueur d'onde du signal hyperfréquence utile. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un deuxième circuit dit quart d'onde, de longueur égale au huitième de la longueur d'onde du signal hyper- fréquence utile et placé en parallèle sur le tronçon de ligne à une distance du point de raccordement de ce tronçon à la ligne principale égale aussi au huitième de la longueur d'onde du signal hyperfréquence utile.