Brevet FR2779577A1 — publié le 19991210

La présente invention se rapporte au domaine des composants passifs hyperfréquences et plus particulièrement aux composants passifs hyperfréquences à charge résistive comportant un élément résistif adapté de 25 à 75 ohms et, le plus souvent, au standard de 50 ohms. Ces composants sont utilisés dans différents systèmes hyperfréquences (à partir de 0,5 GHz) et sont destinés à protéger les installations en dissipant au travers d'un support adapté l'énergie non active du système en cas de dysfonctionnement. Ils sont le plus souvent connectés sur des structures de lignes hyperfréquences dites "micro-rubans". La présente invention consiste en un composant passif hyperfréquence comportant des éléments d'adaptation hyperfréquence de type semilocalisés, situés sur la surface supérieure du composant, extérieurement à la couche résistive. L'art antérieur connaît déjà des composants passifs hyperfréquences comportant un support en oxyde de berylium, de façon à favoriser l'échange thermique entre la puissance absorbée par la charge résistive et ce support d'accueil et de diffusion de la chaleur sur lequel la charge résistive est gravée.15 L'oxyde de Berylium est un des matériaux qui présente le meilleur compromis entre une forte conductivité thermique et une faible constante diélectrique. L'inconvénient majeur de l'oxyde de berylium est sa nocivité et c'est la raison pour laquelle son utilisation est soumise à de nombreuses contraintes. Il existe, suivant les législations nationales, des obligations:20 - de notification claire de la présence d'oxyde de berylium sur le produit fini, - de description du produit suivant les règlements d'hygiène et de sécurité, - de contrôle du retrait des appareils usagés et de leur recyclage,... La présente invention entend remédier à cet inconvénient en proposant un matériau de support absolument pas nocif: I'oxyde d'aluminium AL203 appelé alumine. En outre, pour compenser les moins bonnes qualités de l'alumine, le déposant a développé une image de composant telle qu'elle permet d'obtenir des caractéristiques au moins égales, parfois même supérieures aux caractéristiques des supports en oxyde de berylium, tout en gardant le même dimensionnement. L'alumine présente en plus l'avantage d'être beaucoup moins coûteux à fabriquer et beaucoup plus facile à mettre en oeuvre. La présente invention propose également d'utiliser un matériau de support en nitrure d'aluminium. D'autres avantages ressortiront de la description faite ci-après de l'invention à titre purement explicatif en référence aux figures annexées: - les figures 1 et 2 illustrent une version simple du composant selon l'invention, vu respectivement en perspective et en coupe selon AA; - les figures 3 et 4 illustrent une version plus complexe du composant selon l'invention, vu respectivement en perspective et en coupe selon BB, - la figure 5 illustre le schéma équivalent simplifié du composant simple des figures 1 et 2, - la figure 6 illustre le schéma équivalent simplifié du composant complexe des figures 3 et 4. La présente invention se rapporte à un composant passif hyperfréquence à charge résistive (1) illustré figures 1 et 2 comportant un support (2), une plage de cablage (3), une plage de masse (4) et une couche résistive (5) présentant une résistance standard entre la plage de cablage (3) et la plage de masse (4). Le composant selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte en outre des éléments 1 0 d'adaptation hyperfréquences complètement intégrés, extérieurs à lacouche résistive (5). Il est caractérisé, dans une version simple, en ce que la liaison à la masse de la plage de masse (4) se fait par un ou plusieurs trous (6) traversant le support (2), trous dont les parois sont métallisées. Une métalisation est réalisée sur la face inférieure (7) du composant (1). Elle constitue la 1 5 connexion de masse et est dénommée pour cette raison "plan de masse". La couche résistive (5) est déposée sur la surface supérieure (8) du composant (1), en contact avec les deux plages métalliques du cablage (3) et de masse (4). La plage de cablage (3) constitue la connexion d'entrée de la charge résistive et la plage de masse (4) permet la liaison avec le plan de masse (7) par l'intermédiaire de un ou de plusieurs trous (6) dont les parois sont métalisées, débouchant de part et d'autres des surfaces inférieures et supérieures. La figure 5 montre un schéma équivalent simplifié de la charge résistive complète des figures 1 et2. La couche résistive (5) est modélisée par la résistance R5 qui est l'élément principal de la charge, complétée par la capacité C5 ainsi que l'inductance L5 disposées entre la couche résistive (5) et le plan de masse (7). Aux fréquences élevées (domaine des hyperfréquences), ces deux derniers éléments font dévier l'impédance mesurée à la plage (3) de la valeur représentée par R5. Dans une certaine limite de fréquence supérieure, une compensation des défauts dits du premier ordre est effectuée en ajoutant une inductance supplémentaire L6 réalisée par le ou les trous métallisés (6). Cet ensemble constitue, selon l'état de l'art, un circuit d'adaptation d'ordre 2. Dans une autre version de l'invention, illustrée figures 3 et 4, on retrouve les mêmes éléments que dans la version simple illustrée figures 1 et 2, mais les plages métallisées (3) et (4) sont réalisées selon un motif plus complexe. Le composant (1) selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte des éléments d'adaptation hyperfréquences complètement intégrés au composant et extérieur à la couche résistive (5). Ces éléments d'adaptation hyperfréquences sont de type semi-localisés, situés sur la surface supérieure (8) du composant (1). Lesdits éléments d'adaptation hyperfréquences sont constitués - d'un ou de plusieurs éléments inductifs pré-résistance (9) situés en série entre la plage de cablage (3) et la couche résistive (5); - d'un ou de plusieurs éléments capacitifs pré-résistance (10) situés en parallèle entre la plage de cablage (3) et la couche résistive (5), le phénomène capacitif étant créé entre la plage de cablage (3) et le plan de masse (7), et - d'un ou de plusieurs éléments inductifs post-résistance (11) situés en série entre la couche résistive (5) et la plage de masse (4). Ledit élément inductif pré-résistance (9) peut être, par exemple, constitué d'une ligne étroite (12). Ledit élément capacitif prérésistance (10) peut être, par exemple, constitué d'une ligne large (13). 1 5 Lesdits éléments inductifs post-résistance (11) peuvent par exemple être constitués par le ou les trous (6) dont les parois sont métallisées et/ou par un ligne étroite (14). Le composant (1) illustré à titre d'exemple figures 3 et 4 comporte un élément inductif pré- résistance (9), un élément capacitif pré-résistance (10) et deux éléments inductifs post-résistance (11) constitués par des trous (6) et une ligne étroite (14). Sur la figure 6 montrant le schéma équivalent simplifié de cette dernière version, la ligne étroite (12) forme une inductance en série L9, la ligne large (13) forme une capacité en parallèle C10 et la ligne étroite (14) constitue une inductance complémentaire Ll1. La figure 6 montre le rôle des éléments C10, L9, Ll1 et L6 comme compensateurs des éléments C5 et L5 contenus dans la couche résistive (5) en sus de l'élément principal R5. Dans une certaine limite de fréquence supérieure, I'ensemble ci-dessus constitue selon l'état de l'art, un circuit d'adaptation du quatrième ordre capable de compenser les défauts de l'impédance mesurée à la plage (3) jusqu'au troisième ordre. On peut réaliser, grâce à l'invention, un niveau d'adaptation d'ordre multiple, ou d'ordre n, en multipliant les éléments inductifs (9) en série et les éléments capacitifs (10) en parallèle. Dans une version de l'invention, le support (2) est en oxyde d'aluminium. Le composant selon l'invention permet de dissiper des énergies de 5 à 100 W, tout en gardant la même taille que les composants en oxyde de Berylium. Les fréquences d'utilisation peuvent atteindre 1 à 5 GHz ou plus selon la puissance à dissiper. De plus, de par sa configuration, il est très facile à câbler. Dans une autre version, le support (2) est en nitrure d'aluminium. Le composant selon l'invention ainsi réalisé permet d'atteindre des performances de puissance dissipée supérieure (à fréquence spécifiée) ou des fréquences de fonctionnement supérieures (à puissance dissipée donnée) à celles des composants en oxyde de Bérylium. REVENDICATIONS 1. Composant passif hyperfréquence à charge résistive (1) comportant un support (2), une plage de cablage (3), une plage de masse (4) et une couche résistive (5) présentant une résistance standard entre la plage de cablage (3) et la plage de masse (4), caractérisé en ce qu'il comporte en outre des éléments d'adaptation hyperfréquences complètement intégrés, extérieurs à la couche résistive (5). 2. Composant passif hyperfréquence à charge résistive (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison à la masse de la plage de masse (4) se fait par un ou plusieurs trous (6) dont les parois sont métallisées. 3. Composant passif hyperfréquence à charge résistive (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits éléments d'adaptation hyperfréquences sont de type semi-localisés situés sur la surface supérieure (8) du composant (1). 4. Composant passif hyperfréquence à charge résistive (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits éléments d'adaptation hyperfréquences sont constitués: - d'un ou de plusieurs éléments inductifs pré-résistance ( 9) situés en série entre la plage de cablage (3) et la couche résistive (5), - d'un ou de plusieurs éléments capacitifs pré-résistance (10) situés en parallèle entre la plage de cablage (3) et la couche résistive (5) et, d'un ou de plusieurs éléments inductifs post-résistance (11) situés en série entre la couche résistive (5) et la plage de masse (4). 5. Composant actif hyperfréquence à charge résistive (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément inductif pré-résistance (9) est constitué d'une ligne étroite (12). 6. Composant passif hypertréquence à charge résistive (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément capacitif pré-résistance (10) est constitué d'une ligne large (13). 7. Composant passif hypertréquence à charge résistive (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits éléments inductifs postrésistance (11) sont constitués par le ou les trous (6) dont les parois sont métalisées et/ou par une ligne étroite (14). 8. Composant passif hyperfréquence à charge résistive (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit support (2) est en oxyde d'aluminium. 9. Composant passif hyperfréquencé à charge résistive (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit support (2) est en nitrure d'aluminium.