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[5][_]
Physical
(59/ 207)
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2 d
(15)
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18 d
(14)
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60 d
(14)
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4 bits
(8)
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530 d
(8)
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1336 d
(7)
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50 d
(6)
[13][_]
44 d
(6)
[14][_]
554 d
(6)
[15][_]
1330 d
(6)
[16][_]
1410 d
(6)
[17][_]
1334 d
(5)
[18][_]
12 N
(4)
[19][_]
32 h
(4)
[20][_]
20 d
(4)
[21][_]
32 g
(4)
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40 d
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de 50 ohms
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536 d
(4)
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545 d
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[26][_]
de 3 d
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50 ohms
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19 d
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21 d
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32 d
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52 d
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(3)
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8 d
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1332 d
(3)
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1416 d
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1412 d
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29 N
(2)
[39][_]
26 N
(2)
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22 d
(2)
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54 d
(2)
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555 d
(2)
[43][_]
1 d
(2)
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2 h
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1414 d
(2)
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4 d
(2)
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de 6 d
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56 d
(1)
[49][_]
526 d
(1)
[50][_]
3 N
(1)
[51][_]
de 500 nm
(1)
[52][_]
570 d
(1)
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554-554 d
(1)
[54][_]
1 bit
(1)
[55][_]
9 d
(1)
[56][_]
8 decibels
(1)
[57][_]
1376 d
(1)
[58][_]
1374 d
(1)
[59][_]
1418 d
(1)
[60][_]
de 8 d
(1)
[61][_]
de 16 d
(1)
[62][_]
de 1 d
(1)
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zero volt
(1)
[64][_]
3 V
(1)
[65][_]
Gene Or Protein
(17/ 68)
[66][_]
Etre
(18)
[67][_]
Gne
(8)
[68][_]
Est-a
(7)
[69][_]
Adap
(7)
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Gnal
(7)
[71][_]
Tre
(6)
[72][_]
Trou
(4)
[73][_]
DANS
(2)
[74][_]
SENS
(1)
[75][_]
Sys
(1)
[76][_]
Sepa
(1)
[77][_]
Frac
(1)
[78][_]
Tric
(1)
[79][_]
Mas-
(1)
[80][_]
Thic
(1)
[81][_]
Cou
(1)
[82][_]
Apro
(1)
[83][_]
Molecule
(14/ 19)
[84][_]
impe
(3)
[85][_]
gallium
(2)
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a-1412
(2)
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a-1416
(2)
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DES
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neral
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nexion
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silicon
(1)
[92][_]
equa
(1)
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Cha-
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c-545
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a-1414
(1)
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Se
(1)
[98][_]
Disease
(2/ 4)
[99][_]
Tic
(3)
[100][_]
Bruit
(1)
[101][_]
Company Reg No.
(3/ 3)
[102][_]
ce 1322
(1)
[103][_]
ici 1376 a
(1)
[104][_]
ce 513
(1)
[105][_]
Organism
(3/ 3)
[106][_]
X par
(1)
[107][_]
j tree
(1)
[108][_]
electroma
(1)
[109][_]
Generic
(2/ 3)
[110][_]
metal
(2)
[111][_]
nitride
(1)
[112][_]
Polymer
(1/ 3)
[113][_]
Rayon
(3)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522447A1
Family ID 2055143
Probable Assignee Raytheon Co
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title CIRCUIT A MICRO-ONDES, NOTAMMENT EMETTEUR-RECEPTEUR DE
TRANSMISSION D'ENERGIE ELECTROMAGNETIQUE ET RESEAU D'ANTENNES
COMMANDEES EN PHASE UTILISANT UN TEL CIRCUIT
Abstract
_________________________________________________________________
CE CIRCUIT TRANSMETTANT DE L'ENERGIE ELECTROMAGNETIQUE ENTRE DEUX
BORNES 33I, 35I COMPORTE UN DEPHASEUR 40 ET DES MOYENS DE COMMUTATION
18A-18D SERVANT A TRANSMETTRE, PAR L'INTERMEDIAIRE DU DEPHASEUR 40,
L'ENERGIE ELECTROMAGNETIQUE TANT DANS UN MODE D'EMISSION D'UNE
PREMIERE BORNE A LA SECONDE BORNE, QUE DANS LE SENS INVERSE DE LA
RECEPTION DE LA SECONDE BORNE A LA PREMIERE BORNE.
Description
_________________________________________________________________
L'invention concerne des systemes d'antennes
et plus particulierement des systemes a reseau d'anten-
nes commandees en phase.
Comme cela est connu dans la technique, un reseau d'antennes comporte
plusieurs elements rayon- nant de facon individuelle Pour certains
systemes les elements rayonnants individuels sont accouples a
un emetteur par l'intermediaire d'un element d'emet-
teur servant a commander la phase et l'amplitude du
signal emis De facon similaire les elements rayon-
nant individuels sont accouples a un recepteur par
l'intermediaire d'un element recepteur pour la com-
mande de la phase et de l'amplitude du signal recu.
Dans d'autres systemes, les elements rayonnantsindi-
viduels sont accouples a la fois a l'emetteur et au
recepteur par l'intermediaire d'un seul element desi-
gne ici sous le terme d'element emetteur-recepteur servant a command
Erla phase et l'amplitude a la fois
des signaux emis et recus La phase relative et l'am-
plitude du signal hyperfrequence ou a micro-ondes cir-
culant entre les differents elements rayonnants et plu-
sieurs elements emetteum-recepteui correspondants sont
commandes de maniere a fournir un diagramme de rayon-
nement desire Le diagramme obtenu est le resultat de
l'action combinee de tous les elements emetteuis-recep-
teui individuels et de tous les elements rayonnants in-
dividuels De nombreux dispositifs, tels que des de-
phaseurs a ferrite, sont utilises pour commander la
phase du signal a micro-ondes Bon nombre de tels de-
phaseurs sont reciproques, c'est-a-dire que le depha-
sage d'un signal traversant l'un de tels dispositifs est independant
de la direction selon laquelle le signal
le traverse Dans certaines applications, il est sou-
haitable d'utiliser un dephaseur actif pour appliquer un gain a un
signal traversant le dephaseur Un tel
dephaseur est en general intrinsequement non reciproque.
C'est pourquoi l'utilisation d'un dephaseur non recipro-
que dans un emetteur-recepteur necessiterait l'utilisa-
tion de deux tels dephaseurs Dans les systemes a reseau d'antennes
commandees en phase se developpe une tendance a fabriquer
des elements emetteurs-recepteurs sous la forme de cir-
cuits integres monolithiques Ceci est souhaitable en
vue de reduire les facteurs de cout et de taille en ge-
neral associes a des systemes a reseau d'antennescocenandees a
phase et de fournir des reseaux d'antennes,adap-
tes a certaines applications oA? la taille et le cout
sont critiques, comme par exemple dans des systemes ra-
darsaeroportes ou installes dans l'espace.
Conformement a la presente invention, il est prevu un
emetteur-recepteur servant a transmettre un signal a micro-ondes entre
un element d'antenne et un systeme radar; Un tel emetteur-recepteur
comporte plusieurs moyens de commutation disposes de maniere a
transmettre un signal a micro-ondes delivre par le
systeme radar, par l'intermediaire d'un dephaseur re-
ciproque, jusqu'au reseau d'antennes, pendant
un mode d'emission, et de transmettre un signal a mi-
cro-ondes delivre par le reseau d'antennes
par l'intermediaire du dephaseur non reciproque, jus-
qu'au systeme radar pendant un mode de reception Le signal a
micro-ondes traverse le dephaseur suivant la meme direction a la fois
pendant le mode d'emission et
le mode de reception Un ensemble de signaux de comman-
de est envoye a de tels moyens de commutation en vue de commander la
transmission du signal a micro-ondes
entre le systeme radar et le reseau d'antennes.
Avec un tel agencement, on obtient deux voies de transmission des
signaux a travers un dephaseur actif non reciproque Cet agencement
reduit le cout et la taille de l'element emetteur-recepteur en
permettant
l'utilisation d'un seul dephaseur actif non reciproque.
En outre etant donne que les composants de l'element
emetteur-recepteur peuvent etre realises sous la forme de circuits
integres monolithique a micro-ondes, cette structure fournit un
element emetteur-recepteur compact, de forme modulaire et d'une
fabrication moins onereuse, D'autres caracteristiques et avantages de
la
presente invention ressortiront de la description don-
nee ci-apres faite en reference aux dessins annexes,sur lesquels: la
figure 1 est un schema-bloc d'ensemble d'un systeme radar accouple a
un system a reseau d'antennes oxnandees
en phase par l'intermediaire de plusieurs elements emet-
teurs-recepteurs la figure 2 est un schema-bloc d'un element de
l'ensemble des elements emetteurs-recepteurs representes sur la'figure
1;
la figure 3 est un schema-bloc de l'element emet-
teur -reocepteur utilisant un commutateur a cinq bornes;
la figure 4 est un schema-bloc d'un emetteur-recep-
teur utilisant un dephaseur a deux canaux; la figure 5 est un
schema-bloc d'undephaseur non reciproque a quatre bits; la figure 6
est une vue schematique d'un etage,
realisant un increment de dephasagede 180, d'un depha-
seur non reciproque a 4 bits utilise dans l'un des ele-
ments emetteurs-recepteurs; la figure 6 A est une vue en perspective
d'un
conducteur de polarisation et d'une ligne de sortie iso-
lee l'un par rapport a l'autre, avec un recouvrement plaque laissant
subsister une fente d'air; la figure 6 B est une vue en coupe
transversale d'un condensateur a plaques paralleles forme sur le
substrat;
la figure 7 est un schema-bloc de l'etage de-
phaseur represente sur la figure 5;
la figure 8 est un schema detaille de l'eta-
ge dephaseur represente sur la figure 5; les figures 9 A a 9 D sont
des vues en plan de
couples de lignes de transmission fournissant les dif-
ferences de longueurs de trajetselectriques utilisees pour realiser un
dephaseur a quatre bits; la figure 10 est un schema-bloc d'un
dephaseur a deux canaux a 4 bits; la figure 11 est un schema detaille
d'un etage d'un dephaseur reciproque; la figure 12 est une vue
schematique de l'etage d'un dephaseur a deux canaux represente sur la
figure 11; la figure 13 est un schema detaille d'une autre forme de
realisation d'un dephaseur non reciproque a 4 bits; la figure 14 est
un schema-bloc du dephaseur non reciproque de la figure 13, comprenant
des commutateurs reciproques;
la figure 15 est un schema detaille d'un depha-
seur a phase variable utilisant un coupleur en quadrature; la figure
16 est une vue en plan du dephaseur a phase variable represente sur la
figure 15; la figure 17 est un schema-bloc d'un etage du
dephaseur a phase variable a N bits represente sur la fi-
gure 16;
la figure 18-est une vue schematique d'un commu-
tateur bidirectionnel a trois bornes;
la figure 19 est un schema du commutateur bidi-
rectionnel represente sur la figure 18; et
la figure 20 est un schema d'un transistor a ef-
fet de champ FET prefere utilise dans le commutateurbi-
directionnel de la figure 18.
On va decrire ci-apres la forme de realisation
preferee de l'invention.
En se referant a la Fig l, on voit qu'un reseau 10 d'antennes
commandees en phase est accouple a un systeme radar il par un reseau
d'alimentation 14, de la maniere representee Le reseau d'antennes
crunmandees en phase 10 comporte plusieurs, ici n, elements
emetteurs/recepteurs
identiques 12 a-12 N accouples a un ensemble analogue d'ele-
ments d'antenne correspondants 16 a-26 n, comme cela est re-
presente Le reseau d'alimentation 14, ici un reseau d'ali-
mentation en parallele, fournit un trajet de trans-
mission pour un signal a micro-ondes transmis du systeme radar 11 au
reseau d'antennes 10, en vue d'etre
transmis a une cible (non representee), et un trajet ser-
vant a la reception de signaux d'echos provenant de la ci-
ble (non representee) et transmettant ces signaux au sys-
teme radar 11 Plusieurs bus de commande 29 a-29 n, 29 a-29 n, partent
du systeme radar 11 Les signaux circulant dans
de tels bus 29 a-29 n, 29 a-29 N sont utilises pour comman-
der les elements emetteuis-recepteur 12 a-12 N du reseau
d'antennes 10 Le signal a micro-ondes prove-
nant du reseau d'alimentation 14 est envoye a chacun des
elements emetteus-recepteurs 12 a-12 n, comme cela est indi-
que par des fleches en forme de triangle evide 13 La partie du
signal a micro-ondes envoyee a chacun des elements emet-
teurs-recepteuis I 2 a 12 N est alors envoyee a un element
correspondant faisant partie des elements d'antenne 26 a-
26 n De facon similaire une partie du signal d'echo a micro-ondes
provenant de la cible est envoya a chacun des
elements d'antenne 26 a-26 n, aux elements emetteum-recep-
teurs correspondant 12 a-12 n, et au reseau d'alimentation 14 comme
cela est indique par des fleches reperees par des triangles pleins 15,
en vue d'etre traitee par le systeme radar 11 Les signaux de commande
circulant dans
les bus 29 a-29 n, 29 a-29 N pendant le mode d'emission per-
mettent aux elements emetteut-recepteus 26 a-26 N de pro-
duire des faisceaux collimates et diriges d'energie a micro-ondes
emise, et des signaux de commande circulant
dans de tels bus pendant le mode de reception permet-
tent a de tels elements emetteu_-recepteux: 26 a-26 N de pro-
duire des faisceaux collimates et diriges d'energie a mi-
cro-ondes recue.
En se referant maintenant a la figure 2, on voit qu'un element
representatif faisant partie des elements
emetteus-recepteuis 12 a-12 n, ici un element emetteur-re-
cepteur 12 i, est accouple par l'intermediaire d'une ligne de
transmission 33 i a une partie du reseau d'alimentation 14 et a un
element d'antenne 26 i, par l'intermediaijedrune ligne de transmission
35 i, comme represente L'element emetteur-recepteur 12 i comporte ici
des lignes de transmission a 50 ohms 32 a a 32 h, quatre commutateurs
d'emission/ reception (T/R) 18 a-18 d, dont chacun possede une borne
commune 20 a-20 d, deux bornes de branchement 19 a-19 d et 21 a-21 d
et une entree de commande 22 a-22 d Chacune des
entrees de commande 22 a-22 d est alimentee par deux li-
gnes de commande 29 i 1, 29 i 1 de bus 29 i, 29 i Les commu-
tateurs d'emission/reception T/R 18 a-18 d sont ici d'un type qui sera
explique ulterieurement en liaison avec les figures 18-19 Cependant;il
suffit de dire ici que des
signaux complementaires, binaires ou logiques sont envo-
yes aux lignes de commande 29 i 1, 29 i 1, respectivement,
et que de tels signaux logiques sont utilises pour com-
mander le couplage electrique entre la borne commune et les bornes de
branchement Ainsi par exemple, dans le cas
de l'utilisation de l'un des commutateurs d'emission/re-
ception T/R 18 a-18 d, a savoir ici le commutateur 18 a, un tel
commutateur 18 a possede une borne commune 20 a raccordee a une borne
de branchement 18 a en reponse a un premier couple d'etats logiques de
signaux de commande envoyes aux lignes 29 i 1,29 il, c'est-a-dire un 1
logique dans la ligne 29 i 1 et un O logique dans la ligne 29 i 1,et
une telle borne commune 20 a est reliee a une borne de branchement 21
a en reponse au couple complementaire d'
etats logiques des signaux de commande envoyes a la li-
gne 29 i, 29 i 1, c'est-a-dire un O logique dans la ligne
29 i 1 et un 1 logique dans la ligne 29 i 1 La borne commu-
ne 20 a du commutateur d'emission/reception T/R 18 a est accoupleBau
reseau d'alimentation 14 par l'intermediaire de la ligne de
traismission 33 i, comme represente Les
bornes de branchement 19 a et 21 a du commutateur d'emis-
sion/reception T/R 18 a sont accouplees aux bornes de branchement 19 d
et 21 b par l'intermediaire de lignes de transmission respectives 32 a
et 32 h La borne de branchement 19 b du commutateur
d'emission/reception T/R 18 b est accouplee a une entree d'un
amplificateur
d'emission 24, par l'intermediairede la ligne de trans-
mission 32 d L'amplificateur d'emissicn 24 est cons-
titue par un substrat semi-isolant, ici un substrat en
arseniure de gallium (Ga As) La sortie de l'amplifica-
teur d'emission 24 est accouplee a la borne de branche-
ment 19 c du commutateur d'emission/reception T/R 18 c, par
l'intermediaire d'une-ligne de transmission 32 e La borne commune 20 c
du commutateur d'emission/reception
T/R 18 c est accouplee a l'element d'antenre 26 i par l'in-
termediaire d'une ligne de transmission 35 i La borne de branchement
21 c du commutateur d'emission/reception T/R 18 c est accouplee a une
entree de l'amplificateur de
reception 28 par l'intermediaire d'une ligne de transmis-
sion 32 f L'amplificateur de reception 28, ici un ampli-
ficateur a faible bruit, e S t forme sur un substrat semi-isolant (ici
du Ga As) La sortie de l'amplificateur de reception 28 est accouplee a
la borne de branchement
21 d du commutateur d'emission/reception 18 d, par l'inter-
mediaire d'une ligne de transmission 32 g La borne commu-
ne 20 d du commutateur d'emission/reception T/R 18 d est
accouplee a l'entree d'un dephaseur actif 40, ici un de-
phaseur actif non reciproque possedant plusieurs etages (non
representes et qui sont decrits de facon detaillee
en rapport avec les figures 5,6 et 7), par l'intermediai-
re de la ligne de transmission 32 b Cependant il suffit de dire ici
que chaque etage du dephaseur actif comporte un transistor a effet
champ polarise de facon convenable
pour appliquer un certain gain au signal a haute frequen-
ce le traversant Les signaux de commande prevus pour le
dephaseur actif 40 sont envoyes a ce dernier par l'inter-
mediaire des lignes 29 i 2,79 i 2 du bus 29 i La sortie du depha-
seur actif 40 est accouplee a la borne commune 23 b du com-
mutateur d'emission/reception T/R 18 b, par l'intermediai-
re d'une ligne de transmission 32 c.
Pendant un mode d'emission, l'element recepteur 12 i transmet un
signal hyperfrequence ou a micro-ondes
depuis le systeme radar 11 a l'element d'antenne 26 i.
-U N t r a j e t -servant a l'e m i S 5 i o n c 'ur-si-
gnal provenant du systeme radar 11 par l'intermediaire du reseau
d'alimentation 14 jusqu'a l'element d'antenne
26 i est illustre sur la figure 2 par une fleche 13 for-
mee d'un triangle evide, comme represente Dans le mode d'emission,,
les signaux de commande circulant dans la ligne 29 il, 29 i 1 sont
utilises pour accoupler chacune des bornes communes 20 a-20 d aux
bornes correspondantes de branchement 19 a-19 d des commutateurs
respectifs d'emission/reception T/R 18 a-18 d Ainsi, une partie du
signal a microondes est transmis du systeme radar 11 a l'entree du
dephaseur actif 40 Le dephaseur actif 40 e S t utilise pour modifier
le dephasage du signal a
micro-ondes applique, d'une valeur predeterminee confor-
mement au Ksignaux de commande circulant dans les bus 29 i 2-
29 i 2 et qui sont envoyes a une entree de commande 42 du de-
phaseur actif 40 Le signal dephase a micro-ondes est en-
suite envoye a l'entree de l'amplificateur d'emission 24.
Le signal present sur la sortie de l'amplificateur d'emis-
sion 24 est envoye:a l'element d'antenne 26 i.
Pendant le mode de reception, une partie d'un
signal d'echo recu est envoyee depuis l'element d'anten-
ne 26 i au systeme radar 11 Un trajet de-transmission
servant a envoyer le signal d'echo recu depuis l'ele-
ment d'antenne 26 i jusqu'au systeme radar 11 est illus-
tre sur la figure 2 par des fleches en forme de trian-
gles pleins 15, comme cela est represente Pendant le mode de
reception, les etats logiques complementaires des signaux de commande
circulant prealablement dans les lignes 29 i 1-29 i 1 sont maintenant
envoyes aux lignes 29 i 1, 29 i 1, et de tels signaux sont utilises
pour accoupler
chacune des bornes communes 20 a-20 d aux bornes de bran-
chement 21 a-21 d des commutateurs d'emission/reception
T/R respectifs 18 a-18 d Ainsi le signal d'echo est envo-
ye depuis l'element d'antenne 26 i a l'amplificateur de
reception 28 Le signal present sur la sortie de l'ampli-
ficateur de reception 28 est envoye a l'entree de l'ele-
ment dephaseur actif 40 Le signal traversant le depha-
seur est a nouveau dephase conformement aux signaux de
commande envoye dans les bus de transmission 29 i 2-29 i 2 -
Le signal dephase produit a la sortie de l'element depha-
seur actif 40 est ensuite envoye au systeme radar 11 par
l'intermediaire du reseau d'alimentation 14 Ainsi on
notera que le signal a micro-ondes est envoye par l'in-
termediaire du dephaseur actif 40 suivant les memes di-
rections a la fois pour le mode d'emission et pour le mode de
reception Ainsi, en se referant a nouveau a la figure 1, d'une maniere
similaire chacun des differents elements emetteurs-recepteurs 12 a-12
N est utilise pour transmettre une partie du signal a micro-ondes
entre le systeme radar 11 et ledit ensemble d'elements d'antenne 26
a-26 n, par l'intermediaire du reseau d'alimentation 14,
de maniere a produire en combinaison un faisceau collima-
te et dirige (non represente) pendant le mode d'emission
et le mode de reception.
En se referant maintenant a la figure 3, on voit
qu'une autre forme de realisation d'un element emetteur-
recepteur 12 i' convenant pour etre utiliseedans le reseau
d'antennes 10 de la figure i est represente ac-
couple a une partie du reseau d'alimentation 14 et a l'ele-
ment d'antenne 26 i L'element emetteur-recepteur 12 i' com-
porte ici un commutateur 310 a cinq bornes, le dephaseur actif 40,
l'amplificateur d'emission 24, l'amplificateur de reception 28 et le
commutateur d'emission/reception T/R a trois bornes 18 c, comme
represente Le commutateur
310 a cinq bornes est forme sur un substrat (non repre-
sente) ici de l'arseniure de gallium (Ga As) semi-isolant ayant un
plan de mise a la masse (non represente) avec un plaquage d'or forme
sur la surface inferieure du
substrat Dans des regions actives de parties de la sur-
face superieure du substrat semi-isolant se trouvent dis-
poses des transistors a effet de champ 50 a-50 d, a savoir
d e S transistors a effet de champ a base de Ga As com-
portant chacun des electrodes de grille 52 a-52 d (figure 3), une
electrode de drain 54 a-54 d et une electrode de
source 56 a-56 d Les electrodes de grille 52 a-52 d des tran-
sistors a effet de champ 50 a,50 d, sont raccordees a la
ligne de commande 29 i 1, et les electrodesde grille 52 a-
52 c des transistors a effet de champ 50 b, 50 c sont rac-
cordees a un ligne de commande 29 i 1, comme cela est re-
presente Les transistors a effet de champ sont rac-
cordes selon une configuration de montage en source com-
mune (mise a la masse) Le commutateur d'emission/recep-
tion T/R 310 comporte en outre des lignes de transmission a-60 f
Chaque ligne de transmission 60 a-60 f possede une
longueur electrique correspondant a un quart de la lon-
gueur d'onde (A c/4), Xc representant la longueur d'onde
de la frequence de bande centrale nominale ou de fonc-
tionnement correspondante (f) du circuit Le reseau c
d'alimentation 14 est raccorde electriquement a une pre-
miere extremite de la ligne de transmission Xc/4 60 a 1 et a une
premiere extremite 60 f 1 de la ligne de transmission Xc/4 60 f, par
l'intermediaire de la ligne de transmission 33 i L'electrode de drain
54 c du transistor a effet de
champ 50 c est raccordee electriquement a une seconde ex-
tremite 60 a 2 de la ligne de transmission kc/4 60 a Une premiere
extremite 60 b 1 de la ligne de transmission Ac/4 60 b est raccordee
electriquement a la seconde extremite a 2 de la ligne de transmission
60 a et a l'electrode de de drain 54 c Une seconde extremite 60 b 2 de
la ligne de transmission Ac/4 60 b est raccordee electriquement a la
borne d'entree du dephaseur actif 40, par l'intermediai-
re d'une ligne de transmission 32 b et a une premiere ex-
tremite 60 d 1 de la ligne de transmission Xc/4 60 d La se-
conde extremite 60 d 2 de la ligne de transmission 60 d est raccordee
electriquement a la sortie de l'amplificateur
de reception 28 et a l'electrode de drain 54 d du tran-
sistor a effet de champ 50 d Une seconde extremite 60 f 2
de la ligne de transmission A c/4 60 f est raccordee elec-
triquement a une premiere extremite 60 e 1 de la ligne de transmission
A c/4 60 e et a l'electrode de drain 54 a du transistor a effet de
champ 50 a Une seconde extremite 60 e 2 de la ligne de transmission A
c/4 60 e est accouplee a la sortie du dephaseur actif 40 par
l'intermediaire de la ligne de transmission 32 d et a une
premiereextremite c 1 de la ligne de transmission A c/4 60 c Une
seconde extremite 60 c 2 de la ligne de transmission Ac/4 60 c est 2 c
accouplee a l'entree de l'amplificateur d'emission 24 et a l'electrode
de drain 54 b du transistor a effet de
champ 50 b Les raccordements de l'amplificateur d'emis-
sion 24 et de l'amplificateur de reception 28 au commu-
tateur d'emission/reception T/R 18 d sont les memes, com-
me cela a ete explicite en liaison avec la figure 2.
Pendant le mode d'emission, comme represente par lesfleches 13 formees
de triangles evides, un signal de commande logique circulant dans la
ligne 29 i 1 du bus
29 i est envoye aux electrodes de grille 52, 52 d du tran-
sistor a effet de champ 50 a, 50 b et le complement d'un
tel signal de commande logique est envoye (par l'inter-
mediaire de la ligne 29-i 1 du bus 29 i) aux grilles 52 b, 52 c des
transistox a effet de champ 50 b, 50 c En reponse a de tels signaux,
les transistors a effet de champ 50 a, 50 d sont places a l'etat
conducteur et les transistors
a effet de champ 50 b et 50 c sont places a l'etat non con-
ducteur Les lignes de transmission Ac/4 60 d, 60 e et 60 f c
ont leurs extremites 60 d 2, 60 e 1 et 60 f 2 raccordees elec-
* triquement aux transistors a effet de champ 50 a et 50 b, comme cela
a ete precedemment decrit Lorsque les tran- sistors a effet de champ
50 a, 50 d sontplaces a l'etat conducteur, un court-circuit (voie ou
trajet de faible impedance a la masse, reperee par O) est etabli aux
extremites 60 d 2, 60 e 1 et 60 f 2 des lignes de transmission 60 d-60
f accouplees aux transistors a effet de champ 50 a, d A une distance
correspondant a un quart de la longueur
d'onde a partir de ces emplacements (sur la seconde ex-
tremite 60 d 1, 60 e 2 et 60 f 1 de chaque ligne de transmis-
sion 60 d-60 f), les court-circuits aux extremites 60 d 2, 60 e 1, 60
f 2 apparaissent sous la forme de circuits ouverts (voies ou trajets
d'impedance eleve relies a la masse et reperes par) sur les extremites
60 d 1, 60 e 2, 60 f 1, pour un signal a micro-ondes possedant une
longueur d'onde
sensiblement egale a la longueur d'onde de la frequen-
ce nominale ou de bande centrale de fonctionnement cor-
respondante, pour l'emetteur-recepteur Ainsi aucun trajet de
transmission de signaux n'est etabli pendant le mode d'emission par
l'intermediaire de la ligne 60 f et d'energie emise passe par les
lignes 60 a et 60 b En outre etant donne que l'extremite 60 d 1
apparait sous la forme
d'un circuit ouvert @, l'energie transmise circule de-
puis la ligne 60 b en passant par la ligne 32 b, par le
dephaseur 40 et par la ligne 32 c Etant donne que l'ex-
tremite 60 e 2 apparait sous la forme d'un circuit ouvert Q, l'energie
transmise puis dephasee circule en passant
par la ligne 60 c, l'amplificateur d'emission 22, le com-
mutateur d'emission/reception T/R,'18 d jusqu'a l'antenne 26 i, comme
cela a ete decrit precedemment en liaison avec
la figure 2.
Pendant le mode de reception, comme represen-
te par les fleches formees de triangles pleins 15, les signaux de
commande circulant dans les lignes 29 il, 29 i 1
sont commutes (ou complementes) dans un etat logique pla-
cant les transistors a effet de champ 50 a et 50 b dans un etat non
conducteur et placant les transistors a effet
de champ 50 b et 50 c dans un etat conducteur Les extre-
mites 60 a 2, 60 b 1 et 60 c 2 des lignes de transmission Xc/4 a, 60 b
et 60 c, qui sont accouplees aux electrodes de drain 45 b et 45 c des
transistors a effet de champ 50 b et 50 d sont par consequent
raccordees a la masse et les autres extremites 60 a 1 et 60 b 2 et 60
c 1 des lignes de transmission 60 a, 60 b et 60 c presentent des
impedances correspondant a des circuits ouverts Ainsi un signal a
micro-ondes provenant de l'element d'antenne 26 i est envoye a la
sortie de l'amplificateur de reception 24
comme cela a ete explicite en liaison avec la figure 2.
Le signal recu est ensuite transmis par l'intermediaire de la ligne de
transmission 60 d a l'element dephaseur actif 40 Le signal present sur
la sortie du dephaseur actif 40 est par consequent envoye au systeme
radar 11
par l'intermediaire des lignes de transmission 60 e et 60 f.
En se referant maintenant a la figure 4, une autre forme de
realisation d'un emetteur-recepteur, ici l'emetteur-recepteur 12 i"
convenant pour etre utilise dans le roseau d'antennes comafindes en
phase 10 de la figure 1, est represente comme etant accouple a une
partie du reseau d'alimentation 14 par l'intermediaire de la ligne de
transmission 33 i et a l'element d'antenne 26 i par l'in-
termediaire de la ligne de transmission 35 i, comme re-
presente L'element emetteur-recepteur 12 i" comporte des commutateurs
d'emission-reception T/R 18 a et 18 c, un amplificateur d'emission 24
et un amplificateur de reception 28 Ici, cependant, il est prevu un
dephaseur
actif 44 a deux canaux Le dephaseur actif 44 a deux ca-
naux comporte plusieurs etages dephaseurs branches en
cascade, a savoir ici les etages 44 a-44 d d'un type qui se-
ra decrit ulterieurement en detail en reference aux figures 10-12 Le
commutateur d'emission/reception T/R 18 a comporte une borne commune
20 a raccordee au reseau d'alimentation 14 par l'intermediaire de la
ligne de transmission 33 i Les bornes de branchement 19 a et 21 a
du commutateur d'emission/reception T/R 18 a sont raccor-
dees respectivement a l'entree 47 a d'un premier canal 47 et a la
sortie 49 b d'un second canal 49 du dephaseur a deux canaux 44, comme
cela est indique La sortie 47 b
du premier canal 47 est raccordee a l'entree de l'ampli- ficateur
d'emission 24 par l'intermediaire de la ligne
de tranmission 32 b La sortie de l'amplificateur de re-
ception 28 est accouplee a l'entree 49 a du second canal
49 par l'intermediaire de la ligne de transmission 32 e.
Le raccordement de l'emetteur-recepteur 12 i" a l'element d'antenne 26
i (figure 1) est realise comme cela a ete
precedemment explique.
Pendant le mode d'emission, comme represente
par les fleches 13 formees d'un triangle evide, en repon-
se a des signaux de commande complementaires presents
dans les lignes 29 il, 29 i 1, un signal a micro-ondes en-
voye a une borne commune 20 a a partir du systeme radar
11 est envoye a la borne de branchement 19 a Un tel si-
gnal provenant de la borne de branchement 19 a est en-
voye a l'entree 47 a du dephaseur a deux canaux 44 Le signal est
dephase et est envoye a l'amplificateur d'
emission 24 et a l'antenne 26, comme cela a ete prece-
demment decrit Pendant le mode de reception, comme re-
presente par les fleches formees de triangles pleins 25,
en reponse aux complements des signaux de commande pre-
cedents presents dans les lignes 29 i 1, 29 i, le signal a micro-ondes
envoye a la borne commune 20 c a partir de l'antenne 26 i est envoye a
la borne de branchement 21 c et par consequent a l'amplificateur de
reception 28 Le
signal present a la-sortie de l'amplificateur de recep-
tion 28 est-envoye a l'entree 49 a du dephaseur 44 Le signal dephase
est alors envoye par l'intermediaire du
commutateur d'emission/reception T/R 18 a au systeme ra-
dar 11, comme cela a ete decrit precedemment. En se referant
maintenant a la figure 5, on voit qu'un dephaseur commande
numeriquement 40, a un
canal, convenant pour etre utilise dans l'element emet-
teur-recepteur 12 i (figure 2) et dans l'element emetteur-
recepteur 12 i' (figure 3) comporte plusieurs etages 40 a-
d branches en cascade, et pour lesquels les parties identiques de
chaque etage sont reperees par les memes
chiffres de reference.
A titre d'exemple, l'un de ces etages 40 a-40 d,
ici l'etage 40 a, est decrit de facon detaillee en liai-
son avec les figures 7-8 En se referant maintenant a la figure 6, on
voit que l'etage 40 a du dephaseur est forme sur un substrat ici un
substrat 41 en Ga As ayant un
plan de mise a la nasse 43, comme represente En se refe-
rant egalement aux figures 7, 8, on voit que l'etage a du dephaseur
comporte une ligne de transmission a micro-ondes 512, possedant ici
une impedance de 50 ohms, accouplee a un circuit 513 d'adaptation de
l'impedance
d'entree La ligne de transmission 512 est ici alimen-
tee par un signal a micro-ondes en provenant de la li-
gne de transmission 32 b (figure 2) Le circuit 513 d'adap-
tation de l'impedance d'entree est ici utilise pour adap-
ter l'impedance d'entree de l'etage 40 a du dephaseur a l'impedance
caracteristique de la ligne de transmission 512 Le circuit 513
d'adaptation de l'impedance d'entree comporte ici une premiere section
de ligne de transmission 514 possedant une reactance qui est
essentiellement de
nature inductive, accouplee en shunt a la section de li-
gne de transmission d'entree 512 par l'intermediaire d'une plaque de
base 526 c d'un condensateur 526 La plaque de
base 526 c du condensateur 526 est accouplee a une extre-
mite de la section de ligne de transmission 514 bran-
chee en shunt La plaque superieure 518 a d'un second condensateur 518
branche en serie est accouplee a une ligne 516 et la plaque de base du
condensateur 518 est accouplee a la masse par l'intermediaire d'un
trou 518 b
comme represente Le plot de mise a la masse 522 est ac-
couple a la masse par l'intermediaire d'un trou de con-
nexion 522 a Comme represente sur la figure 6 B, le con-
densateur 526 est forme sur la surfaoedu substrat 41 et comporte ici
une plaque superieure 526 qui est accouplee
par l'intermediaire d'un pont a air 526 d a l'element -
conducteur en forme de bande d'une ligne de transmission 528
Au-dessous de cette plaque superieure est alignee une plaque de base
ou plaque inferieure 526 c constituee par un dep 8 t d'or par
evaporation, qui a ete effectue sur le substrat 41 la plaqe superieure
526 a et la plaque de base 526 c son separees par une couche 526 b de
nitride
de silicon (Si 3 N 4) possedant une epaisseur de 500 nm.
La plaque de base 526 c comporte un doigt 526 e (figure 6) qui est
utilise pour raccorder le second element de circuit, ici la section de
ligne de transmission 514, au condensateur 526 Le raccordement est
realise au moyen d'un contact metal sur metal qui assure la liaison a
la plaque de base 526 c Une seconde section de ligne de transmission
516, possedant ici une reactance qui est principalement inductive, est
accouplee en shunt entre
les condensateurs 518 et 526 Le raccordement du conden-
sateur 518 a la section d'inductance 516 fournit l'ele-
ment 520 d'application de la polarisation a l'electrode
de grille Le circuit 513 d'adaptation d'entree compor-
te en outre la troisieme section de ligne de tranmission
528 qui possede ici egalement une reactance qui est es-
sentiellement inductive est qui est raccordee entre la liaison du
condensateur 526 a la section de ligne de transmission en shunt 516,
et la jonction d'entree
cormune 532 L'etage dephaseur 40 a comporte en ou-
tre un commutateur 530 a transistors a effet de champ, comprenant deux
transistors a effet de champ possedant deux grillsode commande, 530 a,
530 b, comme cela est re- presente Les transistors a effet de champ
530 a et 530 b comprennent des premieres electrodes de grille 532
a-532 b
accouples a la jonction commune 532, des secondes elec-
trodes de grille 534 a-534 b, des electrodes de drain
separees 536 a, 536 b et des electrodes de source sepa-
rees 538 a, 538 b Les transistors a effet de champ 530 a
530 b sont ici branches selon une configuration de mon-
tage en source commune (mise a la masse) Les transis-
tors a effet de champ 530 a, 530 b sont fabriques de tel-
le maniere que les gains et les phases delivres par cha-
cun d'eux aux signaux envoyes a l'electrode de grille et transmis a
l'electrode de drain sont essentiellement
identiques En d'autres termes I 5211 a, a savoir la frac-
tion de puissance envoyee a l'electrode de drain 536 a du transistor
530 a a partir du signal present sur l'electrode de grille 532 a est
essentiellement egal a I 521 b' a savoir la fraction de puissance
disponible sur l'electrode de drain 536 b du transistor a effet de
champ 530 b, en provenance d'un signal d'entree
envoye a l'electrode de grille 532 b du transistor a ef-
fet de champ 530 b De facon similaire 521 la = * 521 ib, c'est-a-dire
que les phases des puissances instantanees delivrees aux deux
electrodes de drain des transistors
a effet de champ 530 a, 530 b sont essentiellement iden-
tic Les electrodes de grille de commande 534 a, 534 b delivrent des
signaux de commande dans les lignes 29 i 2 a
29 i 2 a (figure 2) Ces signaux de commande sont utili-
ses pour commander la transmission d'un signal d'entree
envoye a l'electrode de grille 532 a, 532 b aux drains cor-
respondants 536 a, 536 b des transistors a effet de champ 530 a, 530 b
Les composantes a haute frequence contenues dans les signaux circulant
dans les lignes de commande
29 i 2 a 29 i 2 a sont court-circuitees a la masse par l'in-
termediaire de condensateurs 527 a, 527 b Les electrodes de drain 536
a, 536 b sont raccordees electriquement a des circuits identiques 545
a, 545 b d'adaptation d'impedance, comme cela est represente Le
circuit d'adaptation 545 a (figure 8) comporte ici une premiere
section de ligne de transmission 548 a branchee en serie entre i'
electroae de drain 536 a et-un condensateur de couplage 552 a Une
seconde section de ligne de transmission 549 a est bran-
chee en shunt avec la jonction de la premiere section
de ligne de transmission 548 a, la plaque de base du con-
densateur 552 a, et une plaque superieure d'un condensa-
teur 544 de blocage de la composante continue La pla-
que de base du condensateur 544 de blocage de la compo-
sante continue est raccordee a la masse par l'interme-
diaire d'un trou de connexion 544 a (figure 6) Le cir-
cuit 545 b d'adaptation d'impedance est realise d'une maniere
similaire sur le substrat 41 (figure 6) pour l'electrode de drain 536
b Le circuit 545 b d'adaptation
d'impedance comporte une section de ligne de transmis-
sion 548 b, un condensateur de couplage 552 b, et une se-
conde section de ligne de transmission 549 b accouplee a l'electrode
de drain 536 b de la meme maniere que les elements correspondants du
circuit 545 a d'adaptation d'impedance Le raccord commun des sections
de ligne de transmission 549 a-549 b et du condensateur 544 de blocage
de la composante continue fournit l'element
546 d'alimentation de polarisation pour les electro-
des de drain 536 a et 536 b Comme represente sur la fi-
gure 6 A, l'element 542 d'alimentation de polarisation est ici isole
de la section de ligne de transmission
548 b par un recouvrement plaque classique a fente d'air.
En general de tels recouvrements sont utilises ici dans toutes les
formes de realisation en vue d'isoler les
unes des autres de telles voies de signaux s'entre-
croisant Les plaques superieures des condensateurs
de couplage 552 a-552 b des circuits 545 a, 545 b d'adap-
tation d'impedance sont realiseesd'un seul tenant avec les elements
conducteurs en forme de bande des lignes respectives de transmission
554 a et 553 La
ligne de transmission 554 a possede une longueur elec-
tric qui applique un dephasage 0 i + A O a a un signal
d'entree, qui lui est envoye, et la ligne de transmis-
sion 553 possede une longueur electrique qui applique
un dephasage 01 a un signal d'entree, qui lui est ap-
plique Un tel couple de lign E de transmission 554 a, 553 comme
represente sur la figure 9 a et decrit de facon plus detaillee
ci-apres fournit un trajet de
transmission appliquant un increment de dephasage uni-
que A O a* Chaque seconde extremite de la section de li-
gne de transmission 554 a, 553 est accouplee a une bor-
ne d'entree correspondante 565, 567 d'un coupleur clas-
sique a trois bornes, qui accouple l'energie provenant de deux bornes
d'entree et delivre l'energie accouplee, a une borne de sortie, par
l'intermediaire de bras de raccordement 562, 564 Un tel coupleur est
decrit dans un article intitule "Cbupleurs monolithiqu E au Ga As de
Lange et Wilkinson" de Raymond C Waterman Jr et con-
sorts, dans le document IEEE Transactions on Electron Devices, Vol
ED-28, NO 2, Fevrier 1981 La sortie de ce coupleur a trois bornes est
reliee electriquement a une borne de sortie 570 Les condensateur 518,
526, 544,
552 a, 552 b, 527 a et 527 b sont ici realises de facon si-
milaire a ce qui a ete explicite pour le condensateur 526.
En cours de fonctionnement, un signal d'en-
tree envoye a la ligne de transmission 512 est trans-
mis a chaque electrode de grille 532 a, 532 b Un tel si-
gnal est envoye a l'une des electrodes de drain 536 a, 536 b,de facon
selective,conformement aux signaux de
commande envoyes dans la ligne 29 i 2 a, 29 i 2 a aux elec-
trodes de grille de commande 534 a, 534 b Si le si-
gnal d'entree en reponse a de tels signaux de comman-
de presents dans les ligne 29 i 2 a, 29 i 2 a est trans-
mis a l'electrode de drain 536 a, la phase d'un tel si-
gnal est decalee d'une quantite 01 + Aaa par la ligne
de transmission 554 a.
Inversement, le trajet electrique partant de l'electrode de drain 536
b et aboutissant au coupleur 560 fournit une longueur de trajet
correspondant a un dephasage egal a 01 ' Doncj si en reponse aux
signaux de commande presents dans les lignes 29 i 2 a, 29 i 2 a, le
signal d'entree est envoye a l'electrode de drain 536 b, la phase d'un
tel signal a la sortie 570 est decalee
d'une quantite 01 par la ligne de transmission 553 Ain-
si, un dephasage d'un signal d'entree ayant pour va-
leur 01 ou 01 + A Oa au niveau de la sortie 570 est se-
lectionne en reponse aux signaux de commande presents dans les lignes
29 i 2 a, 29 i 2 a Plusieurs etages de ce type sont interconnectes en
cascade de maniere a former le dephaseur 40 (figure 5) Chaque etage
comporte deux voies ou trajets qui correspondent au dephasage d'un
signal d'entree, d'une valeur de 01 dans un trajet et d'une valeur 01
+ O Ai dans le second trajet, i representant
le numero de l'etage Pour quatre etages branches en cas-
cade, le dephase A O i pour chaque etage est ici A Qa = 180,
Aab = 90 et A Oc 45 et A O d = 22,5.
En se referant a nouveau a la figure 5, sur laquelle des parties
identiques dans chaque etage sont designees par les memes chiffres de
reference, on voit que le dephaseur actif non reciproque 40 utilise
pour
produire sur une borne 570 d un signal de sortie posse-
dant un dephasage predetermine par rapport a un si gnal d'entree
present dans la ligne de transmission 512, comporte quatre etages
dephaseurs branches en cascade
a-40 d, comme represente Chaque etage dephaseur 40 a-
d realise conformement aux figures 6-8, applique de facon selective un
dephasage unique a un signal d'en- tree, ledit dephasage etant egal a
A O a = 180, A O b = 90,
A O c = 45 et A Od = 22,5 Chaque etage de dephasage com-
porte une longueur unique de ligne de transmission entre le circuit
545 a d'adaptation de sortie et le coupleur 560 a trois bornes Chaque
longueur de ligne de transmission, en combinaison avec la longueur de
la ligne de tranmission 553, confere a chaque etage une difference de
longueur de
trajet propre correspondant au dephasage propre En repon-
se a des signaux de commande presents dans les lignes 29 i 2 a-
2 'de 9
29 i 2 d et 29 i 2 a-29 i 2 d, les etages dephaseurs 40 a-40 d appli-
quent des combinaisons selectives d'increments de dephasa-
ge de O ou 180, O ou 90, O ou 45 et 0 ou 22,5,les signaux de commande
desdits etages envoyes par les lignes 29 i 2 a a 29 i 2 d et 29 i 2 a
a 29 i 2 d etant representes par A a
D et A a D respectivement Le dephasage O d'un signal d'en-
tree par le dephaseur 40 peut etre represente par l'equa-
tion logique suivante: 0 = j(A(O + A O a) + A (01)) + (B(01 + A O b) +
B(01)) + (C(01 + A Oc) + C (01)) + (D(01 + d)(01 Le dephaseur 40 est
par consequent utilise pour modifier la phase d'un signal envoye a la
ligne de transmission
512 de l'etage 40 a, en la faisant passer de O a 360 se-
lon ici des increments de dephasage de 22,5.
En se referant aux figures 9 A-9 D, on voit que les sections de ligne
de transmission 553 et 554-554 d
utilisees pour produires des dephasages incrementaux uni-
ques pour les etages respectifs 40 c-40 d du dephaseur 40 b
represente sur la figure 5, comportent des parties iden-
tic representees par les memes chiffres de reference.
Les lignes de transmission 553 et 554 a-554 d sont accou-
plees aux bornes d'entree 565, 567 du coupleur 560 a
trois bornes, comprenant une resistance de chargea pel-
licule minoe 562 et des bras de derivation 564, 566, et
a une partie des reseaux 545 a-545 b d'adaptation d'impe-
dance, comme cela est represente Les lignes de trans-
mission 554 a-554 d sont formees sur le substrat semi-iso-
lant 41 respectivement par des conducteurs en forme de
bande 555 a-555 d et 557 et par le plan de mise a la mas-
se 43 qui est separe par un dielectrique, ici le sub-
strat semi-isolant 41 Les conducteurs en forme de ban-
des 555 a-555 d et 557 sont agences de maniere a fournir les lignes de
transmission correspondantes 554 a-554 d et 553 possedant chacune une
impedance caracteristique de ohms Les lignes de transmission 554 a-554
d possedent chacune une longueur electrique egale a une fraction n
precise correspondante de la longueur d'onde kc/2 n, par rapport a la
section de ligne transmission 553, c etant c la longueur de la
frequence (f c) nominale ou de bande
centrale de fonctionnement pour le dephaseur actif, tan-
dis que N est le nombre total d'etages Ainsi la section de ligne de
transmission 554 a possede un trajet d'une longueur (A O a) egal a
Ac/2 par rapport a la section de
ligne de transmission 553 De facon similaire les lon-
gueurs des trajets pour les segments 554 b-554 d port a la ligne de
transmission 553 sont c X /4, c X /8 c c et XC/16 Ainsi les lignes de
transmission 554 a-554 d, en liaison avec la section de ligne de
transmission 553, presentent ici des differences de longueursde trajet
correspondant a un dephasage de 180, 90, 45 et 22,5
d'un signal applique par rapport a la phase d'un tel si-
gnal. En se referant maintenant a la figure 10, on voit qu'un
dephaseur a deux canaux 44, comportant des canaux 47 et 49 et
convenant pour etre utilise dans l'emetteur-recepteur 12 i" represente
sur la figure 4, comporte quatre etages dephaseurs a 1 bit (etages P
S)
44 a-44 d interconnectes en cascade, comme cela est repre-
sente Les etages dephaseurs a deux canaux 44 a-44 d sont ici
identiques, hormis en ce qui concerne les differences de longueurs de
trajet (increment de dephasage) (A O i)
constituant les reseauxdephaseurs de chaque etage Cha-
que canal du dephaseur a deux canaux fournit l'un des deux trajets des
signaux, un tel trajet etant choisi en reponse auxsignau Kde commande
envoyes dans les lignes 29 i 2 a 29 i 2 d et 29 i 2 a -29 i 2 d De
tels trajets fournissent soit un dephage 01 ' soit un dephasage 01 +
Ai O ' i etant le numero de l'etage L'increment de dephasage i A O i)
pour chacun des quatre etages 44 a-44 d representes sur la figure 10
est A O a = 180, A O b = 90, A O c = 45 et ac A O d = 22,5 pour les
etages respectifs 44 a-44 d, comme
cela a ete explique en reference aux figures 9 a-9 d.
En se referant maintenant a la figure 11, on y voit represente a titre
d'exemple l'un de ces etages
dephaseurs, a savoir ici l'etage dephaseur 44 a L'eta-
ge dephaseur 44 a comporte des transistors a effet de
champ 530 a-530 d comportant chacun un couple d'electro-
des de grille 532 a-532 d et 534 a-534 d, une electrode de
drain 536 a-536 d et une electrode de source commune 538.
Les transistors a effet de champ 530 a-530 d sont ici rea-
lises sous la forme d'un commutateur bipolaires a deux positicns -530
a transistors a effet de champ, d'un type decrit dans le brevet depose
aux Etats Unis d'Amerique sous le n" 4 313 126,le 21 Mai 1979 par le
deposant de la presente demande Chacun des transistors a effet de
champ 530 a-530 d est ici branche selon une configuration
de montage en source commune (mise a la masse) comme re-
presente Chaque transistor a effet de champ 530 a-530 d est forme sur
le substrat 41 a proximite immediate des autres transistors a effet de
champ 530 a-530 d, comme
cela est represente Les transistors a effet de champ 530 a-
530 d sont realises de telle maniere que les gains et les
phases appliqu a un signal d'entree sont essentielle-
ment identiques comme cela est explique en liaison avec
les figures 6-7.
Le premier canal 47 du dephaseur comporte une ligne de transmission a
micro-ondes 512, accouplee ici
a l'emetteur-recepteur 12 i" (figure 4) par l'intermediai-
re de la ligne de transmission 32 a fournissant une entree
des signaux pour l'etage dephaseur 44 a La ligne de trans-
mission a micro-ondes 512 est raccordee electriquement a
un circuit 513 a d'adaptation d'impedance decrit prece-
demment en reference aux figures 6-8 Le circuit d'adap-
tation 513 est raccorde electriquement a la jonction d'entree commune
532 Cette jontion d'entree 532 est accouplee aux electrodes de grille
d'entree 532 a, 532 b des transistors a effet de champ 530 a, 530 b
Les signaux envoyes dans les lignes 29 i 2 a, 29 i 2 a en provenance
du systeme radar 11 (figure 1) sont envoyes aux secondes electrodes de
grille 534 a, 534 b pour la commande de la
transmission d'un signal d'entree present dans les elec-
trodes degrille d'entree 532 a, 532 b aux electrodes de
drain correspondantes 536 a, 536 b des transistors a ef-
fet de champ 530 a, 530 b Des composantesa haute frequen-
ce presentes dans les signaux de commande envoyes dans les lignes 29 i
2 a, 29 i 2 a sont court-circuitees a la masse
par des condensateurs 526 a, 526 b Un signal d'entree en-
voye de facon egale aux electrodes de grille d'entree
532 a, 532 b est transmis de facon selective a l'electro-
* de de drain correspondante 536 a, 536 b conformement aux signaux de
commande presents dans la ligne 29 i 2 a, 29 i 3 a et envoyes aux
electrodes de grille de commande
534 a, 534 b L'electrode de drain 537 c est raccordee elec-
triquement a un reseau 545 a d'adaptation d'impedance, comme cela a
ete decrit en liaison avec les figures 5-7.
L'electrode de drain 536 b est, de facon similaire, raccor-
dee electriquement aux reseaux 545 b d'adaptation d'impe-
dance, comme cela est represente Le reseau 545 a d'adap-
tation d'impedance est accouple ici a la ligne de trans-
mission a micro-ondes 554 a De facon similaire le reseau 545 b
d'adaptation d'impedance est accouple a la ligne de transmission a
microondes 553 Chaque seconde extremite des lignes de transmission 553
et 554 a est accouplee aux couples de bornes d'entree 565, 567 du
coupleur classique
560 a trois bornes.
Le second canal 49 de l'etage dephaseur nume-
rique 44 a comporte une ligne de transmission a micro-on-
des 512 ' accouplee l'emetteur-recepteur 12 i" (figure 4)
par l'intermediaire de la ligne de transmission 32 g (fi-
gure 2) de maniere a former l'entree des signaux pour le canal 49 La
ligne de transmission a micro-ondes 512 ' est raccordee electriquement
a un circuit d'adaptation d'impedance 513 ' comme cela a ete
precedemment decrit en rapport avec les figures 5-7 Un second circuit
d'adaptation 513 ' est raccorde electriquement a une jonc-
tion commune 532 ' Cette jonction commune 532 ' est raccor-
dee electriquement aux electrodes de grille d'entree 532 c, 532 d des
transistors a effet de champ 530 c, 530 d Les grilles de commande 534
c, 534 d des transistors a effet de champ 530 c, 530 d sont raccordees
electriquement aux
plots des electrodes de grille 524 et 527 respectivement.
Les grilles de commande 534 c, 534 d recoivent les signaux
presents dans les lignes 29 i 2 a' 29 i 2 a provenant du syste-
me radar 11 (figure 1),servant a commander la transmission
d'un signal d'entree present sur les electrodes de gril-
les d'entree 532 c, 532 d, en direction des electrodes de drain 536 c,
536 d des transistors a effet de champ 530 a, 530 b Les electrodes de
drain 536 c-536 d sont raccordees
electriquement aux reseaux d'adaptation d'impedance 545 c-
545 d, comme cela a ete decrit en reference aux figures
6-8 Les lignes de transmission 553 ' et 544 a' sont bran-
chees entre les reseaux 545 c-545 d d'adaptation d'impe-
dance et le coupleur 560 ' a trois bornes Le coupleur 560 ' a trois
bornes est raccorde electriquement a la borne de sortie 570 '. La
difference totale de longueur de trajet de la connexion reliant
l'electrode de drain 536 a au
coupleur a trois bornes 560, pour le canal 47, est en-
suite selectionnee de maniere a produire un dephasage
correspondant egal a 01 + A Oa' comme cela a ete expli-
que en reference aux figures 9-A-9 D La difference to-
tale de la longueur de trajet de la connexion reliant l'electrode de
drain 536 b au coupleur a trois bornes pour le canal 47 est
selectionnee de maniere a fournir un dephasage correspondant egal a 01
' Ainsi la phase d'un signal applique aux electrodes de grille 532 a,
532 b est decalee d'une valeur 01 + A O a ou 01 de facon selective en
fonction des signaux de commande envoyes aux electrodes de grilles de
commande 534 a, 534 b De la
meme maniere les lignes de tranmission 553 ', 554 a' four-
nissent des longueurs de trajet pour le canal 49 entre les drains 536
c, 536 d, correspondant a O + A O a ou 01 ' En se referant a nouveau a
la figure 10, on voit que le dephaseur a deux canaux 44 comportant les
canaux 47 et 49 possede des etages 44 a-44 d dont chacun applique un
dephasage unique a un signal envoye Chaque canal fournit des
combinaisons selectives d'increments de dephasage A O 180, AL Ob = 90,
O c = 45 et A O d = 22,5
en reponse aux signaux de commande presents dans les li-
gnes 29 i 2 a -29 i 2 d, 29 i 2 d -2 a 2 d' 2 a 2 d' En se referant
maintenant a la figure 12, on voit que l'etage dephaseur 44 a est
forme sur un substrat
isolant 41 possedant un plan de liaison a la masse 43 si-
tue sur l'une de sesfaces, comme cela est represente.
Une connexion de masse de faible inductance 537 est ici
realisee a travers la region 538 de l'electrode de sour-
ce Des condensateurs a plaques paralleles tels que 526
sont formes sur le substrat 41, comme cela a ete precedem-
ment decrit en reference a la figure 6 B Les trajets en-
trecroises de transmission de-signaux sont isoles l'un de l'autre par
des recouvrements plaques classiques a fente d'air, comme cela a ete
decrit en reference a la figure 6 A. En se referant egalement a la
figure 8, on
voit que le gain total net pour chaque dephaseur a-qua-
tre bits 40 et 40 ' est egal a environ 8 decibels (d B), soit
approximativement 2 d B par etage Chaque etage contribue a fournir une
perte de 3 d B par suite de la
subdivision du signal d'entree et une perte supplemen-
taire de 3 d B en raison de la recombinaison de l'ener-
gie au niveau du coupleur a trois bornes 560 Les per-
tes totales dues aux pertes parasites et aux reseaux
d'adaptation sont inferieures a 1 d B Toute enautori-
sant un desaccord substantiel, un gain d'environ 8 d B est realisable
d'une maniere generale au moyen d'un transistor a effet de champ a
deux grilles fonctionnant dans la bande X par exemple Ainsi on realise
un gain net d'environ 2 d B par etage ou d'environ 8 d B pour les
dephaseurs des 9 A a 9 D et de la figure 12 Etant don-
ne que seuls quatre transistors a effet de champ, a sa-
voir un par etage, fonctionnent a un instant donne pour chaque
dephaseur 40, 44, la consommation d'energie en courant continu sera
quatre foiscelle necessaire pour
un transistor a effet de champ.
En se referant maintenant a la figure 13,on voit qu'une autre forme de
realisation d'un dephaseur commande numeriquement a 4 bits 40 ',
convenant pour etre
utilise dans les emetteurs-recepteurs 12 i et 12 i' (figu-
re 2 et figure 3), comporte un premier etage 40 a' posse-
dant un commutateur unipolaire a quatre positions (SP 4 T) a
transistors a effet de champ et un second etage 40 b'
comportant un commutateur unidirectionnel a quatre posi-
tions (SP 4 T) 1370 a transistors a effet de champ, comme represente
Les commutateurs SP 4 T a transistors a effet de champ 1330 et 1370
sont ici d'un type decrit dans le brevet depose aux Etats Unis
d'Amerique sous le NO 4 313 126,
mentionne precedemment Chaque etage 40 a', 40 b' est for-
me sur un substrat (non represente) possedant un plan de
mise a la masse (non represente).
Le premier etage 40 a' du dephaseur numerique a 4 bits 40 ' comporte
des transistors a effet de champ 1330 a-1330 b, comme cela est
represente Les transistors
a effet de champ 1330 a-1330 b sont realises de telle ma-
niere que les gains et les phases appliques a un signal d'entree sont
essentiellement identiques comme cela a ete explique en rapport avec
les figures 5-7 Chaque transistor a effet de champ 1330 a-1330 d
comporte une grille d'entree 1332 a-1332 d, une grille de commande
1334 a-1334 d, des electrodes de drain 1336 a-1336 d et une region de
source 1338 Les transistors a effet de champ 1330 a-1330 d sont ici
branches selon une configuration de
montage en source commune (mise a la masse) Une conne-
xion de masse de faible inductance est ici realisee en-
tre l'electrode de source 1338 et le plan de raccorde-
ment a la masse 43 (non represente) d'une maniere clas-
sique au moyen d'un trou de connexion.
Une ligne de tranmission a micro-ondes 512, comportant ici une
impedance de 50 ohms, est accouplee a un circuit 513 d'adaptation
d'impedance, comme cela a ete precedemment explique en liaison avec
les figures 4-6 Le circuit d'adaptation d'impedance est accouple aux
electrodes de grille d'entree 1332 a-1332 d Les drains 1336 a-1336 d
sont raccordes electriquement a des -reseaux identiques d'adaptation
d'impedance 545 a545 d
du type deja decrit en rapport avec la figure 8 Les re-
seaux d'adaptation d'impedance 545 a-545 d sont accouples chacun a une
ligne de transmission 1320 possedant une caracteristique d'impedance Z
0 de 50 ohms La ligne de transmission 1320 se termine, au niveau d'une
de ses extremites, par une resistance 1322, possedant ici une
valeur egale a 50 ohms, c'est-a-dire l'impedance carac-
teristique de la ligne de transmission 1320 La resistan-
ce 1322 est branchee en shunt entre la ligne de transmis-
sion 1320 et la masse L'electrode de drain 1336 d est raccordee
electriquement a l'extremite de la ligne de
transmission 1320 par l'intermediaire du reseau d'adap-
tation d'impedance 545 d Le drain 1336 c des transistors a effet de
champ 1330 c est raccorde electriquement a la lignje de transmission
1320 par l'intermediaire du reseau d'adaptation d'impedance 545 c
definissant une section de ligne de transmission 1326, et l'electrode
de drain 1336 b
du transistor a effet de champ 1330 b est raccordee elec-
triquement a la ligne de transmission 1320 par l'interme-
diaire du reseau d'adaptation d'impedance 545 b definis-
sartune section de ligne de transmission 1324, tandis que l'electrode
de drain 1336 a du transistor a effet de champ
1330 a est raccordee electriquement a la ligne de transmis-
sion 1320, par l'intermediaire du reseau d'adaptation d'im-
pedance 545 a, definissant une section de ligne de trans-
mission 1322 Ici toutes les sections des lignes de trans-
mission 1322-1326 possedent la meme longueur electrique et par
consequent chaque section decale d'une quantite egale la phase d'un
signal applique Le dephasage total d'un signal de sortie par rapport a
la phase du signal d'entree envoye par l'intermediaire de la ligne de
transmission 512 est egal a la somme des dephasages ap-
pliques par chacune des sections de la ligne de transmis-
sion 1322, 1324 et 1326 possedant des longueurs electri-
ques identiques et dont le signal de sortie est transmis de l'une des
electrodes de drain 1336 a-1336 d jusqu'a la
borne de sortie 1331.
Lors du fonctionnement, un signal d'entree est
accouple et decouple de facon selective entre les elec-
trodes de grille 1332 a-1332 d et l'electrode de drain correspondante
1336 a-1336 d, conformement aux signaux de commande envoyes aux
electrodesde grille de commande
1334 a-1334 d, dans les lignes 29 i 2 a-29 i 2 d, et ce moyen-
nant une modification appropriee du systeme radar 11 (figure 1) Des
signaux presents dans les lignes de commande 29 i 2 a-29 i 2 d sont
ici des signaux de commande
logiques L'un de ces signaux dans les lignes 29 i 2 a-
29 i 2 d est choisi comme etant dans un etat "branche ou passant",
tandis que les autres signaux dans les lignes
29 i 2 a-29 i 2 d sont places dans un etat "debranche ou blo-
q e",ce qui place uniquement l'un des transistors a effet de champ
1330 a1330 d dans un etat conducteur et
le reste des autres transistors a effet de champ 1330 a-
1330 d dans un etat non conducteur De facon similaire le signal de
sortie delivre par le premier etage est
accouple ou decouple de facon selective entre les elec-
trodes de grille 1372 a-1372 d et l'electrode de drain
correspondant 1376 a-1376 d en reponse aux signaux de com-
mande envoyes aux electrodes de grille de commande 1374 a-
1374 d, par l'intermediaire des lignes 29 i 2 e-29 i 2 h' comme
cela est represente.
En reponse a un signal de commande envoye a l'une des electrodes de
grille de commande 1334 a-1334 d,
le transistor correspondant faisant partie des transis-
tors a effet de champ 1330 a-1330 d est place dans un etat conducteur
en transmettant le signal d'entree present sur l'electrode de grille
d'entree d'un tel transistor a effet de champ a l'electrode de drain
correspondante
de ce transistor Les autres transistors parmi les tran-
sistors a effet de champ 1330 a-1330 d sont maintenus dans
un etat non conducteur par les signaux de commande envo-
yes aux autres grilles restantes faisant partie des gril-
les de commande 1334 a-1334 d Ainsi un signal envoye a la ligne de
transmission 1320 a partir de l'electrode de drain 1336 a possedera un
dephasage net egal a 3 A O par rapport a la phase d'un signal d'entree
applique a l'elec- trode de drain 1336 a, etant donne que le signal
transmis par l'electrode de drain 1336 a traverse les trois sections
de dephasage 1322, 1324 et 1326 de la ligne de transmis-
sion 1320 avant d'arriver sur la borne de sortie 1330.
De facon analogue, un signal applique a partir de l'elec-
trode de drain 1336 b a la ligne de transmission 1320 pos-
sedera un dephasage net egal a 2 A 0, tandis qu'un signal
applique a partir de l'electrode de drain 1331 c a la li-
gne de transmission 1320 possedera un dephasage incremen-
tal egal a A O, et qu'un signal-applique a partir de l'electrode de
drain 1336 d a la ligne de transmission
1320 possedera un dephasage incremental de 0 par rap-
port au signal present sur l'electrode de drain 1336 d.
Ainsi par suite de l'application selective des signaux de commande
envoyes aux grilles de commande 1334 a-1334 d, il est possible
d'obtenir un dephasage incremental
egal a 3 A 0, 2 AO, A O ou 0 Grace au choix de la lon-
gueur electrique de chaque dephasage incremental (A 0) du premier
etage egal a 22,50, le dephasage total fourni
par le premier etage peut aller jusqu'a 67,50 Ce depha-
sage fourni par le reseau d'adaptation 545 a-545 d est le meme pour
chaque circuit d'adaptation de l'electrode de
drain et par consequent n'affecte par le dephasage dif-
ferentiel produit.
La sortie du premier etage 40 a' est raccordee electriquement a
l'entree du second etage 40 b', comme cela est represente Le second
etage 40 b' du dephaseur numerique a 4 bits 40 ' est identique au
premier etage a' hormis en ce qui concerne la longueur electrique de
la ligne de transmission 1320 ' De facon analogue,
comme cela est decrit pour'le premier etage 40 a', le se-
cond etage du dephaseur numerique a 4 bits 40 ' comporte
des electrodes de drain, ici 1376 a-1376 b,raccordees elec-
triquement a une partie d'une ligne de transmission 1320.
Le dephasage incremental de la ligne de transmission 1320 ' est ici
regle a 90 Ainsi on peut obtenir un dephasage total de 270 a la sortie
1331 ' du second etage 40 b' Ce
dernier en combinaison avec le premier etage 40 a', four-
nissant un dephasage disponible total de 67,5, consti-
tue le dephaseur numerique a 4 bits 40 ' possedant une ca-
pacite de dephasag de 360, par increments de 22,5.
En se referant maintenant a la figure 14, on voit qu'une section de
dephasage commandeenumeriquement
, convenant pour etre utilisee dans l'emetteur-recep-
teur 12 i (figure 2) en remplacement des commutateurs
d'emission/reception T/R 18 b, 18 d et du dephaseur 40, et pour etre
utiliseedans l'emetteur-recepteur 12 i" (figure
4) en remplacement du dephaseur 44, contient le depha-
seur a canal unique 40 ' de la figure 13 et des transis-
tor a effet de champ 1410 a-1410 b Chaque transistor a
effet de champ 1410 a-1410 d possede une electrode de gril-
le de transmission de signal 1412 a-1412 d, une electrode de grille de
commande 1414 a-1414 d, des electrodes de drain 1416 a-1416 d et des
electrodes de source 1418 a-1418 d, comme cela est represente Les
transistors a effet de champ 1410 a-1410 d sont branches selon une
configuration
de montage en source commune (mise a la masse) Les elec-
trodes de grille de transmission de signaux 1412 a-1412 b des
transistors a effet de champ 1410 a, 1410 b sont ici accouples aux
lignes de transmission de donnees 32 a et
32 g de l'emetteur-recepteur 12 i (figure 2), par l'inter-
mediaire d'un couple de circuits d'adaptation d'impedan-
ce 513, comme cela a ete decrit en reference a la figure Chaque
electrode de drain 1416 a-1416 b est accouplee
au dephaseur 40 ' par l'intermediaire de la ligne de trans-
mission 1420 La sortie du dephaseur 40 ' est accouplee aux electrodes
de grille d'entree 1412 c, 1412 c des
transistors a effet de champ 1410 c, 1410 d, par l'inter-
mediaire de la ligne de transmission 1422 et d'un cir-
cuit d'adaptation d'impedance 1413 Les electrodes de
drain 1416 c, 1416 d sont accouplees aux lignes de trans-
mission 32 h et 32 g de l'emetteur-recepteur 12 i (figure
2) Lors au fonctionnement, l'un des deux signaux d'en-
tree envoyes aux electrodes de grille de transmission de signaux 1412
a, 1412 b des canaux d'entree 1430, 1432 est accouplee de facon
selective aux electrodes de drain
correspondantes 1416 a, 1416 b en reponse aux signaux en-
voyes aux electrodes de grille de commande 1414 a, 1414 b dans les
lignes 29 i 1, 29 i 1 Un tel signal accouple de
facon selective est envoye au dephaseur 40 ' et la pha-
se d'un tel signal est decalee en reponse aux signaux
de commande 29 i 2 a-29 i 2 h, comme cela a ete decrit prece-
demment L'un des deux canaux de sortie 1434, 1436 est selectionne par
des signaux presents dans les lignes
29 i 1, 29 i 1 envoyees aux grilles de commande 1414 c, 1414 d.
Le signal dephase est envoye aux electrodes de grille d'entree 1412 c,
1412 d des transistors a effet de champ 1410 c, 1410 d Le signal
dephase envoye a chacune des
electrodes de grille d'entree 1412 d, 1412 d est trans-
mis a l'une des electrodes de drain 1416 c, 1416 d en re-
ponse aux signaux de commande presents dans la ligne 29 il, 29 i 1 et
envoyes aux grilles de commande 1414 c, 1414 d, comme cela a ete
explique precedemment Le signal present sur l'electrode chois ieparmi
les electrodes de
drain 1416 c, 1416 d est transmis a la ligne de transmis-
sion 32 h pendant le mode de reception ou a la ligne de transmission
32 d de l'emetteur-recepteur 12 i (figure
2) pendant le mode demission.
En supposant que la consommation d'energie
pour chaque transistor a effet de champ est de un milli-
-
watt, la consommation d'energie du dephaseur 50 est de quatre
milliwatts, etant donne que quatre transistors a
effet de champ sont simultanement conducteurs Deux tran-
sistors a effet de champ et quatre commutateurs a action reciproque
sont conducteurs et un transistor a effet de champ dans chacun des
etages 40 a' et 40 b' (figure 13)
est conducteur pendant le fonctionnement du dephaseur.
Le gain total net pour la section de dephasage 50 est egal a environ 4
d B Ceci suppose une perte de 6 d B due
a la subdivision du signal d'entree entre les quatre ca-
naux, les transistors a effet de champ 1330 a-1330 d de l'etage
dephaseur 40 a"'figure 13) et une perte de 6 d B due a la subdivision
du signal d'entree pour l'etage b' (figure 13) En outre, il existe une
perte de 3 d B
dans chaque etage (40 a', 40 b'), qui peut etre attri-
buee aux resistances de terminaison 1322 des lignes 1320 et 1320 '
(figure 13), et il existe une perte de
1 d B par etage, qui est due aux parasites et auxcir-
cuitsd'adaptation Ces pertes sont partiellement com-
pensees par un minimum de gain de 8 d B de chaque tran-
sistor a effet de champ,ce qui fournit une perte nette
egale au maximum a 2 d B par etage En outre les commu-
tateurs a transistors FET 1410 a 1410 d fournissent
un gain de 16 d B (8 d B par commutateur, deux commuta-
teurs etant actifs a la fois) Ce gain est reduit cepen-
dant de 3 d B par suite de la subdivision du signal entre les deux
canaux des transistors a effet de champ 141 Oa, 1410 d, et de 1 d B
par suite des parasites et des circuits d'adaptation Ainsi le gain net
pour le dephaseur 50 est d'environ 4 d B. En se referant maintenant
avec la figure 15, on voit qu'une autre forme de realisation d'un
dephaseur " convenant pour etre utilise dans l'emetteur-recepteur 12 i
(figure 2) et 12 i' (figure 3), comporte un premier etage dephaseur 40
a", un sec Qnd etage dephaseur 40 b" et
un troisieme etage dephaseur 40 c" interconnectes en cas-
cade, comme represente Chaque etage dephaseur 40 a", b" et 40 c" est
similaire a l'etage dephaseur commande
numeriquement 40 a decrit en liaison avec les figures 6-8.
L'etage dephaseur 40 a" est ici utilise cependant pour
realiser un dephasage continu variable entre O et 90.
L'etage dephaseur 40 b' est utilise pour produire un de-
phasage egal a O = 0 ou un dephasage egal a O = 90, et l'etage
dephaseur 40 c" est utilise pour produire un dephasage egal a O = O ou
O = 180 L'interconnexion en cascade des etages dephaseurs 40 a", 40 b"
et 40 c" fournit le dephaseur 40 ", qui est capable de modifier de
facon continue la phase d'un signal d'entree dans une gamme de O a 360
O. En se referant egalement aux figures 16 et 17, on voit, a titre
d'exemple, que l'un des etages a"-40 c", ici l'etage 40 a", est forme
sur le substrat 41 possedant un plan de mise a la masse 43 L'etage
dephaseur 40 a" est accouple a la ligne de transmission 40 b de
l'emetteur-recepteur 12 i (figure 2) L'etage dephaseur 40 a" comporte
une ligne de transmission 512 branchee entre le reseau d'adaptation
d'entree 513, comme cela a ete explique en liaison avec la figure 5,
et la ligne de transmission 32 b de l'eraetteur-recep-
teur 12 i (figure 2) Le reseau d'adaptation 513 est accouple aux
electrodes de grille d'entree 532 a, 532 b d'un couple de transistors
a effet de champ 530 a, 530 b, comme cela est represente Les
transistors a effet de champ 530 a-530 b contiennent en outre des
electrodes de grille de commande 534 a-534 b, des electrodes de source
538 a, 538 b, et des electrodes de drain 536 a-536 b Les transistors a
effet de champ 530 a530 b sont realises de telle maniere que les gains
et les phases appliques a un signal d'entree envoye aux electrodes de
grille d'entree 532 a, 532 b sont essentiellement identiques au niveau
des electrodes de drain 536 a, 536 b, comme cela
a ete explique en liaison avec la figure 6 Les transis-
tors a effet de champ 530 a-530 b sont ici branches selon une
configuration de montage en source commune (mise a la masse), comme
cela est represente Les electrodes de
grille de commande 534 a-534 b sont alimentees par les si-
gnaux de commande de niveau de tension circulant dans les lignes de
commande 29 i 3 a-29 i 3 b Le systeme radar
(figure 2) envoie les signaux de commande dans les -li-
ge 9
gnes 29 i 3 a 2929 i 3 b (non representees sur la figure 2).
Les niveaux de tels signaux dans les lignes de comman-
de 29 i 3 a, 29 i 3 b sont utilises pour commander le point de
fonctionnement de chaque transistor a effet de champ et par consequent
l'amplitude des signaux transmis aux electrodes de drain 536 a, 536 b
Les electrodes de drain
536 a, 536 b sont raccordees electriquement au condensa-
teur 544 et aux reseaux d'adaptation d'impedance 545 a, 545 b, comme
cela a ete decrit en reference aux figures
6-8 Dans la forme de realisation preferee de l'inven-
tion, les reseaux d'adaptation d'impedance 545 a-545 b
sont raccordes electriquement a un coupleur en quadra-
ture classique a quatre bornes 1560 Un tel coupleur
est decrit dans un article intitulee i Coupleurs monoli-
thic au Ga As d Inmge et Wilknson" par Raynd C Wa
terman, Jr et consorts, dans IEEE Transactions on Elec-
tron Devices, Vol ED 28, N 2, Fevrier 1981 Un coupleur
en quadrature est ici utilise pour transmettre des si-
gnaux d'entree presents a chaque entree du coupleur, en quadrature, a
la sortie En d'autres terme's la phase du signal d'entree fournie par
l'electrode de drain 536 b telle qu'elle est accouplee la sortie 1570
du coupleur retardera de 90 la phase du signal d'entree provenant de
l'electrode de drain 536 a telle qu'elle est accouplee
a la sortie 1570 du coupleur.
Ainsi, contrairement aux formes de realisation precedentes de
l'invention, lorsque les signaux envoyes aux electrodes de grille de
commande 534 a534 b sont des couples complementaires de signaux de
commande,ces
signauxetant delivres pour placer un transistor a ef-
fet de champ dans un etat bloque ou dans un etat conduc- teur, les
signaux envoyes dans les lignes 29 i 3 a, 29 i 3 b aux electrodes de
grille de commande 534 a, 534 b sont ici des niveaux de tension
pouvant etre selectionnes entre le niveau de pincement ete niveau
"cnducteur" a
zero volt d'un tel transistor a effet de champ.
Un signal de tension de sortie V 0, tel que mesure sur l'electrode de
drain, resultant d'un
signal d'entree Vi envoye a l'electrode de grille d'en-
2.j tree est represente par Vi = A oejt, et V O = B Aoe(t O e pour les
formes de realisation decrites en reference aux figures 5-14, B etant
le gain et i etant la phase appliquee au signal d'entree par le
transistor a effet de champ Cependant, si les signaux de commande
presents dans les lignes 29 i 3 a, 29 i 3 b et envoyes aux grilles de
commande 534 a-534 b fournissent des signaux de niveau de tension qui
modifient le point de fonctionnement du transistor a effet de champ
entre l'etat bloque et l'etat conducteur, les transistors a effet de
champ
530 a, 530 b ne fonctionnement plus en tant quecommuta-
teuret,au lieu de cela les transistors a effet de champ 530 a, 530 b,
fonctionnent en tant qu'amplificateurs a gain variable Lorsque la
tension de sortie V (A) du o transistor a effet de champ 530 a est une
fonction de la tension de grille de commande V(g) envoyee a la grille
de commande 530 a, la partie de la tension de sortie Vot presente a la
sortie du coupleur 1560 et tiree de la tension Vo(A) est donnee par:
* Vo = BA Aoe J(t + A O n), oA? BA est le gain du transis-
tor a effet de champ 530 a en fonction de la tension de grille de
commande, A O est le dephasage correspondant n a la longueur de trajet
entre l'electrode de drain du
nieme transistor a effet de champ et la sortie du cou-
pleur 1560 La tension de sortie du transistor a effet de champ 530 a
et du transistor a effet de champ 530 b peut etre representee sous la
forme: V (A); V (B) avec V(A) = BA Aoe J(t +; V (B) = B Aej(t +) Vo o
B o Etant donne que le coupleur en quadrature 460 combine les deux
signaux d'entree V (A) et V (B) en
O O
quadrature, la tension de sortie au niveau du coupleur 1560 peut etre
representee sous la forme: Vo T = V (A) _ j V (B) ou Vo T = BA Aoe J(t
++ AA) + BBA e J((t ++ A;B) ou o T Bo Vo T = Aoej(t ++ A O A) EBA + B
Be-j /23 ce qui peut etre reproduit de facon simplifiee par: Vo T Ao
Se dans laquelle B' = (BA 2 + -BB 2 et tg = BB/B, Par consequent, la
phase d'un signal d'entree V (figure i) est decalee conformement au
rapport des amplitudes Vo(A), V (B) d'un tel signal d'entree, telles
qu'elles Vo ' sont envoyees aux electrodes de drain 536 a, 536 b et
qui sont accouplees en quadrature pour fournir le signal Vot
(figure 15) au niveau de la sortie du coupleur en qua-
drature 1560.
Ainsi en selectionnant les valeurs relatives
de B 1 et B 2, on peut obtenir n'importe quelle phase en-
tre O et 1/2 Etant donne que seul le rapport de B et B 2 determine la
phaseil est possible de maintenir B' et
par consequent l'ensemble du gain de l'etage 40 a" essen-
tiellement constants.
Ceci est realise au moyen d'un reglage separe des
valeurs de B 1 et B 2 Ceci fournit une souplesse supplemen-
taire de commande de l'amplitude ainsi que du reglage de
la phase.
A titre d'exemple, pour un increment de depha-
sage minimum egal a n/16, les valeurs de 31 et de 32,
qui fournissent l'ensemble des huit increments de dephasa-
ge entre O et n/2 avec une amplitude essentiellement cons-
tante B', sont indiquees dans le tableau donne ci-apres.
TABLEAU
avec: bl BI = B 1 b 2 B' = B 2 L'increment de dephasage minimum fourni
par l'etage dephaseur 40 a" fournissant un dephasage variable
est limite uniquement par le degre de commande de la ten-
sion appliquee aux electrodes de grille de commande 534 a-
534 b du transistor a effet de champ 530 a-530 b ou de l'eta-
ge dephaseur 40 a".
L'etage dephaseur 40 a" est interconnecte en
cascade avec l'etage dephaseur 40 b" comme cela est re-
presente L'etage dephaseur 40 b" est identique a l'eta-
ge dephaseur 40 a" La seule difference entre les etages a" et 40 b"
reside dans la technique de production du
dephasage Un dephasage de O ou de 90 fourni par l'eta-
ge dephaseur 40 b" est determine par la commande de celui
des transistors a effet de champ 530 a-530 b, qui est pola-
rise dans l'etat passant ou conducteur, comme cela a ete Dephasage b b
O 1,000 O
i/16 0,981 0,195 n/8 0,924 0,383 3 n/16 0,832 0,556
/4 0,707 0,707
ir/16 0,556 0,832
3 V/8 0,383 0,924
7 i/16 0,195 0,981
/2 O 1,000
decrit precedemment, en liaison avec les figures 6-8.
L'etage dephaseur 40 c" est semblable a l'eta-
ge dephaseur 40 a" hormis en ce qui concerne l'insertion d'une
difference de longueur de trajet supplementaire de 900, fournie par
exemple par une section de ligne de transmission 554 b (figure 9 b)
branche entre le reseau
d'adaptation d'impedance 545 a et le coupleur 1560.
En se referant maintenant aux figures 18 et 19, on y voit represente
un commutateur bidirectionnel 18 a possedant une premiere borne de
derivation 19 a raccordee a la ligne de transmission 32 a (figure 2),
une seconde
borne de derivation 2 la raccordee a la ligne de transmis-
sion 32 a (figure 2) et une borne commune 20 a raccordee a la ligne de
transmission 33 i (figure 2) Le commutateur bidirectionnel 18 a est
formesur le substrat 41, dont le
plan de raccordement a la masse 43 est realise sur la sur-
face interieure du substrat 41, comme cela est represente.
Les transistors a effet de champ 50 a-50 b sont formes sur une partie
du substrat 41 Dans la forme de realisation
preferee, les transistors a effet de champ 50 a, 50 b com-
prennent plusieurs cellules a transistor a effet de champ, dont
chacune comporte un composant reactif (C") accouple entre l'electrode
de drain et l'electrode de source de chaque cellule, comme cela est
represente sur la figure 20 Ici un transistor a effet de champ 50 a
est dispose de maniere a interconnecter les electrodes de drain des
differentes cellules des transistors a effet de champ.
Un tel reseau possede une impedance caracteristique ega-
le a l'impedance caracteristique des sections de ligne de transmission
58 a, 58 b, a savoir ici la valeur de 50 ohms Le reseau est constitue
de la maniere suivante: une longueur (d) d'un conducteur en forme de
microbande
59 possedant une inductance repartie par unite de lon-
gueur (LL) et une capacite repartie par unite de lon-
gueur (CL) est choisie de telle maniere que, lorsque cette longueur de
conducteur est raccordee entre les cellules des differents transistors
a effetde champ, elle
fournit un reseau possedant l'impedance caracteristi-
que predeterminee fournie par: Z O = (LL (CL+ 2 (C"/d))" /2.
Le commutateur bidirectionnel comporte en outre deux lignes de
transmission 58 a-58 b dont chacune possede une longueur electrique
essentiellement egale a un quart de la longueur d'onde (A /4), A etant
la longueur c c d'onde de la frequence de fonctionnement nominale du
circuit La premiere electrode de drain 54 a du transis-
tor a effet de champ 50 a est branchee entre la premie-
re borne de derivation 50 a et une extremite de la li-
gne de transmission 58 a La ligne de transmission 50 a est branchee
entre la borne de derivation 19 a et la
borne commune 20 a Une electrode de drain 54 b du se-
cond transistor a effet de champ 50 b est branchee en-
tre la seconde borne de derivation 21 a et une extre-
mite de la ligne de transmission 58 b L'autre extremi-
te de la ligne de transmission 58 b est raccordee a la borne commune
20 a Les sources 56 a-56 b des transistors a effet de champ 50 a-50 b
sont raccordees electriquement
a la masse Les electrodes de grille 52 a-52 b des tran-
sistors a effet de champ 50 a-50 b sont raccordees elec-
triquement aux lignes de commande 29 il, 29 il, et trans-
mettent des signaux complementaires dans de telles lignes.
Le commutateur d'emission/reception T/R 18 a est
utilise pour transmettre un signal circulant dans la gne de
transmission 33 i de l'emetteur-recepteur 12 i (fi-
gure 2), envoye a la borne commune 20 a,a l'une des bornes de
derivation 19 a ou 21 a conformement a deux signaux de commande
complementaires presents dans les lignes 29 i 1, 29 i 1 et envoye aux
electrodes de grilles 52 a, 52 b Le commutateur d'emission/reception
T/R 18 a transmet un signal d'entree depuis la borne commune 20 a a la
borne
de derivation, de la maniere suivante: le signal de com-
mande dans la ligne 29 i 1 est envoye a l'electrode de grille 52 a du
transistor a effet de champ 50 a en placant
ce dernier dans un etat non conducteur; de facon corres-
pondante, le signal de commande envoye dans la ligne 29 i est applique
a l'electrode de grille 52 b du transistor a effet de champ 50 b, ce
qui place ce transistor dans 1 ' etat conducteur; par suite de la mise
de ce transistor
a'effet de champ 50 b a l'etat conducteur, un court-cir-
cuit(D (voie de faible impedance reliee a la masse) est etabli a
l'extremite 58 b' de la ligne de transmission 58 b accouplee a
l'electrode de drain 54 b; a une distance d'un quart de la longueur
d'onde par rapport a ce point
(au niveau de la seconde extremite de la ligne de trans-
mission 58 b), le court-circuit sur la premiere extremite
apparait sous la forme d'un circuit ouvert Q (impedan-
ce eleveE pour un signal a micro-ondespossedant une lon-
gueur d'onde essentiellement similaire a la longueur d'on-
de de la frequence de bande centrale correspondante de
fonctionnement pour le commutateur bidirectionnel 18 a.
La ligne de transmission 58 a et le circuit ouvert eta-
bli par le passage a l'etat non conducteur du transis-
tor a effet de champ 50 a, apparaissent sous la forme-
d'une ligne de transmission a 50 ohms au niveau du cote
de la borne commune 58 a' de la ligne de transmission 58 a.
Par consequent un signal present sur la borne commune 20 a
est transmis a la borne de derivation 19 a De facon simi-
laire, par modification de l'etat du couple complementai-
re de signaux de commande dans les lignes 29 i 1,29 il, il est
possible de transmettre a la borne de derivation 21 a
un signal a micro-ondes present sur la borne commune 20 a.
Dans ce qui precede on a decrit des formes de
realisation preferees de la presente invention et il ap-
paraitra evident auxspecialistes de la technique qu'il est possible
d'obtenir d'autres formes de realisation
mettant en oeuvre les concepts de la presente invention.
C'est pourquoi la presente invention est consideree com-
me n'etant en aucune maniere limitee aux formes de rea-
lisation decrites, et que toutesvariantesou modifica-
tions,qui peuvent y etre apportees, entrent dans le ca-
dre de la presente invention.
REV\NDICATIONS
1 Circuit a micro-ondes servant a transmettre
de l'energie electromagcnetique entre deux bornes (33 i,35 i), ca-
racterise en ce qu'il comporte un dephaseur (40,40 ',40 ", 44) et des
moyens de cc mmutation (18 a-18 d) servant a transmettre l'energie
electromagnetique depuis l'une
des deux bornes (33 i,35 i), par l'intermediaire du de-
phaseur, en direction de la seconde desdites bornes pendant un premier
mode, et a transmettre l'energie electromagnetique depuis la seconde
desdites bornes, par l'intermediaire du dephaseur, en direction de la
premiere desdites bornespendant un second mode.
2 Circuit a micro-ondes servant a transmettre de l'energie
electromagnetique entre deux bornes (33 i,35 i), caracterise en ce
qu'il comporte un dephaseur (40,40 ',40 ",
44), deux amplificateurs (24,28) et des moyens de commu-
tation (18 a)18 d) pour transmettre l'energie electromagne-
tic depuis l'une desdtes bornes, par l'intermediaire du dephaseur et
d'un premier amplificateur (24,28), en direction de la seconde borne
pendant un premier mode, et pour transmettre l'energie
electromagnetique depuis
la seconde borne, par l'intermediaire du second ampli-
ficateur (28,24) et par l'intermediaire du dephaseur, en direction de
ladite premiere borne pendant un second
mode.
3 Element em etteur-recepteur (12 a-12 n) servant transmettre de
lenergie electromagnetique entre deux bornes (33 i,35 i), caracterise
en ce qu'il comporte un dephaseur (40,40 ',40 ",44), un amplificateur
d'emission (24), un amplificateur de reception (28), et des moyens de
commutation (18 a-18-) servant a transmettre l'energie
electromagnetique depuis l'une desdites bornes par l'in-
termediaire du dephaseur et de l'amplificateur d'emis-
sion (24) en direction de la seconde borne pendant un mode d'emission,
et servant a transmettre l'energie
252244?
electromagnetique depuis la seconde borne par l'interme-
diaire de l'amplificateur de reception (28) et du depha-
seur, en direction de la premiere borne pendant un mode
de reception, de telle maniere que l'energie electroma-
gnetique traverse le dephaseur (40,40 ',40 ",44) suivant la meme
direction pendant les modes d'emission et de reception.
4.Roseau d'antennes comnandes en phase servant a pro-
duire des faisceaux collimates et diriges d'energie elec-
tromagnetique emise et recue,caracterise en ce qu'il com-
porte plusieurs elements emetteurs-recepteurs (12 a-12 n) comportant
un dephaseur (40,40 ',40 ",44) et des moyens de commutation (18 a-18
d), qui sont disposes de manierea trarsmettre l'energie
electromagnetique emise et recue, par l'intermediaire du dephaseur,
suivant la meme direction,
et que chaque element parmi les eleents emetteurs-recep-
teurs (12 a-12 n) est dispose a une distance appropriee,par rapport
aux autres elements dudit ensemble d'elerents
emetteurs-recepteurs -
5 I Rseau d'antennes comandees en phase servant a pro-
duire des faisceaux collimates et diriges d'energie electromagnetique
emise et recue, caracterise en ce qu'il comporte un reseau (10)
d'elements d'antenne, plusieurs elements emetteurs-recepteur- (12 a-12
n) dont chacun est accouple a un element correspondant desdits
elements d'antenne et qui comportent chacun un depha-
seur (40,40 ',40 ",44) et des moyens de commutation (18 a-
18 d) servant a transmettre l'energie electromagnetique
delivree par une alimentation commune (14), par l'in-
termediaire du dephaseur, a l'element d'antenne corres-
pondantpendant un mode d'emission et a transmettre l'energie
electromagnetique depuis l'element d'antenne correspondant a
l'alimentation commune (14) pendant un
mode de reception.
6 reseau d'antennes znandees en phase servat apro-
duire des faisceaux collimates et diriges d'energie elec-
tromagnetique emise et recue, caracterise en ce qu'il comporte un
reseau (10) d'elements d'antenne, plusieurs
elements emetteurs-recepteus(12 a-12 n) dont chacun est ac-
couple a un element correspondant faisant partie de tels elements
d'antenne et comporte des moyens (310; 530; 545,
553,554) pour appliquer un gain et un dephasage a l'ener-
gie electromagnetique traversant ledit element emetteur-
recepteur, et des moyens pour diriger l'energie electro-
magnetique emise et recue a l'aide desdits moyens d'ap-
plication d'un gain et d'un dephasage.
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