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[5][_]
Physical
(22/ 46)
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4 bits
(8)
[7][_]
de 50 ohms
(5)
[8][_]
50 ohms
(3)
[9][_]
60dl
(3)
[10][_]
2 dB
(3)
[11][_]
de 3 dB
(3)
[12][_]
8 dB
(3)
[13][_]
4 dB
(2)
[14][_]
de 6 dB
(2)
[15][_]
de 1 dB
(2)
[16][_]
r.t.
(1)
[17][_]
18 d
(1)
[18][_]
526 d
(1)
[19][_]
de 500 nm
(1)
[20][_]
1 bit
(1)
[21][_]
8 decibels
(1)
[22][_]
1 dB
(1)
[23][_]
de 8 dB
(1)
[24][_]
de 16 dB
(1)
[25][_]
zero volt
(1)
[26][_]
0,195 s
(1)
[27][_]
0,556 s
(1)
[28][_]
Gene Or Protein
(7/ 33)
[29][_]
Etre
(17)
[30][_]
Est-a
(5)
[31][_]
Trou
(4)
[32][_]
Gnal
(3)
[33][_]
DANS
(2)
[34][_]
Suc
(1)
[35][_]
BA2
(1)
[36][_]
Molecule
(6/ 18)
[37][_]
GaAs
(7)
[38][_]
DES
(6)
[39][_]
gallium
(2)
[40][_]
silicon nitride
(1)
[41][_]
Si3N4
(1)
[42][_]
equa
(1)
[43][_]
Generic
(1/ 2)
[44][_]
metal
(2)
[45][_]
Company Reg No.
(1/ 1)
[46][_]
ici 1376a
(1)
[47][_]
Disease
(1/ 1)
[48][_]
Bruit
(1)
[49][_]
Organism
(1/ 1)
[50][_]
mani
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522453A1
Family ID 5063564
Probable Assignee Raytheon Co
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DEPHASEUR, NOTAMMENT DEPHASEUR COMMANDE NUMERIQUEMENT A N
BITS, UTILISABLE DANS DES CIRCUITS A MICRO-ONDES
EN Title DE-PHASER FOR RADAR AERIAL SYSTEM - HAS MICROWAVE
TRANSMISSION LINES ON SUBSTRATE INTRODUCING REQUIRED DELAY
Abstract
_________________________________________________________________
CE DEPHASEUR COMPORTE PLUSIEURS TRANSISTORS 530, 530A, 530B COMPORTANT
DES PREMIERES ELECTRODES DE COMMANDE 532A, 532B, DES SECONDES
ELECTRODES DE COMMANDE 534A, 534B ET DES ELECTRODES DE SORTIE 536A,
536B ET DES MOYENS D'ACCOUPLEMENT 545A, 545B, 553, 554A, 560, RELIANT
LESDITES ELECTRODES DE SORTIE A UNE BORNE DE SORTIE 570 POUR PRODUIRE,
EN FONCTION DE SIGNAUX DE COMMANDE APPLIQUES AUX SECONDES ELECTRODES
DE COMMANDE, UN SIGNAL DE SORTIE AYANT UN DEPHASAGE PREDETERMINE PAR
RAPPORT A UN SIGNAL ENVOYE A UNE ENTREE.
APPLICATION NOTAMMENT AUX DEPHASEURS UTILISES DANS DES CIRCUITS DE
TRANSMISSION DE SIGNAUX RADARS.
The dephaser includes several transistors, each with first and second
control electrodes and an output electrode. The first control
electrode of each transistor is coupled to an input terminal, while
the second electrode receives a control signal. The output electrodes
of each of the set of transistors are connected via microwave
transmission lines to an output terminal. In response to the applied
control signal, the output signal may have a chosen phase shift w.r.t.
the signal applied to the input terminal. The transistors may be
FET's, formed on a single substrate along with the microwave
transmission lines. The lines are of appropriate incremented fractions
of a wavelength to give the desired phase shift.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne des circuits hyperfrequence ou a
micro-ondes et plus particulierement un circuit dephaseur servant a
modifier la phase d'un signal applique.
Comme cela est connu dans la technique, on utilise souvent un
dephaseur par exemple dans des systemes de roseau d'antennes owmEnd8es
en phase.pour osmEnder la phase d'un signal a micro-ondes utilise pour
engendrer une partie d'un diagramme de rayonnement desire.
Une technique de realisation d'un dephaseur, a savoir ce qu'on appelle
un dephaseur a ferrite, consiste a utiliserune barre de materiau
ferromagnetique disposee coaxialement avec une section d'un guide
d'ondes. Une bobine est dispoSee autour du guide d'ondes et produit un
champ magnetique, lorsqu'elle est alimentee par un courant electrique.
Le champ magnetique provoque des variationsde;-la permeabilite de la
barre,entrainant une variation de la constante de propagation de
l'energie a micro-ondes. La variation resultante de la constante de
propagation produit un dephasage d'un signal a micro-ondes applique.
En outre,le dephaseur a ferrite necessite l'utilisation d'etages de
commande pour realiser la commande du courant electrique produisant le
champ magnetique.Une autre technique de realisation d'un dephaseur met
en oeuvre des commutateurs a diodes p - i - n. Le.dephaseur p - i - n
de ligne a commutation comporte deux commutateurs unipolaires a deux
positions a diodes p - i - n (commutateurs SPDT) pour chaque bit et
deux longueurs de ligne branchees entre les deux commutateurs
unipolaires SPDT
La solution de l'art anterieur telle qu'indiquee ci-dessus a titre
d'exemple utilise en general des technique passives pour former le
dephasage desire
Ces solutions presentent plusieurs inconvenients incluant ce qui suit:
une perte du signal a micro-ondes due a la dissipation du signal dans
l'element passif du dephaseur, et le fait qu'urepuissance relativement
importante de commutation est requise pour realiser la commutation des
elements passifs qui fournissent le dephasage desire. En outre les
solutions indiquees ci-dessus, en particulier les solutions du type
ferromagnetique, presentent des temps relativement longs de
commutation, de facon typique de l'ordre de quelques centaines de
micro-secondes.
De tels longs temps de commutation sont indesirables pour un balayage
rapide du reseau. En outre les solutions indiquees ci-dessus sont
difficiles a realiser en utilisant les techniques des circuits
integres monolithiques a micro-ondes.
Conformement a la presente invention, un dephaseur forme sur un
substrat comporte plusieurs transistors menages sur ce substrat et
dont chacun possede deux electrodes de commande, une electrode de
sortie et une electrode de reference. Dans la forme de realisation
preferee, on utilise un transistor a effet de champ (FET) possedant
deux electrodes de grille, une electrode de drain et une electrode de
source. Chacun de l'ensemble des transistors a effet de champ FET est
branche selon un montage en source commune (mise a la masse). L'une
des electrodes de grille de chacun de l'ensemble desdits transistors a
effet de champ est accouplee a une entree commune des signaux. Les
secondes electrodes de grille de l'ensemble desdits transistors a
effet de champ sont alimentees par des signaux de commande utilises
pour commander la conduction des transistors a effet de champ
respectifs.Plusieurs lignes de transmission formees sur le substrat
sont branchees electriquement entre une electrode correspondante
faisant partie des electrodes de drain et une borne com mune. Les
longueurs respectives de chaque section de ligne de transmission entre
les electrodes de drain et leur raccordement a la jonction commune,
sont selectionnees de maniere a fournir une difference de trajet de
longueur electrique correspondant a un increment de dephasage choisi
(b0). Dans un tel agencement un dephaseur commande numeriquement est
realise sous la forme d'un circuit integre monolithique a micro-ondes,
ce qui fournit un cout reduit, une consommation d'energie reduite, une
fiabilite et une reproductibilite ameliorees et, grace a l'utilisation
d'un dispositif actif tel qu'un transistor a effet de champ, un
dephaseur possedant une valeur substantielle de gain et des vitesses
elevees de commutation. En outre, les circuits de dephasage realises
sous la forme de circuits integres monolithiques a micro-ondes
conformement a la presente invention fournissent des circuits
modulaires, dans lesquelsune modification de la phase d'un signal
applique modifie uniquement le dephasage du signal sans affecter
sensiblement le gain ou le rapport d'amplitudes de tensions d'ondes
stationnaires du depha seur.
D'autres caracteristiques et avantages de la presente invention
ressortiront de la description donnee 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 systeme a roseau
d'antennes commandees en phase par l'intermediaire de plusieurs
elements emetteurs-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;recepteur utilisant un commutateur a cinq bornes; la figure 4 est
un schema-bloc d'un emetteur-recepteur 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 1800, d'un dephaseur non
reciproque a 4 bits utilise dans l'un des elements
emetteurs-recepteurs; la figure 6A est une vue en perspective d'un
conducteur de polarisation et d'une ligne de sortie isolee l'un par
rapport a l'autre, avec un recouvrement plaque laissant subsister une
fente d'air; la figure 6B 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 dephaseur represente sur la figure 5; la
figure 8 est un schema detaille de l'etage dephaseur represente sur la
figure 5;; les figures 9A a 9D sont des vues en plan de couples de
lignes de transmission fournissant les differences de longueurs de
trajets electriques 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 ll 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 ll; 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 dephaseur 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 figure 16; la figure 18 est une vue schematique
d'un commutateur bidirectionnel a trois bornes; la figure 19 est un
schema du commutateur bidirectionnel represente sur la figure 18; et
la figure 20 est un schema d'un transistor a effet de champ FET
prefere utilise dans le commutateurbidirectionnel 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
commandes en phase est accouple a un systeme radar li par un reseau
d'alimentation 14, de la maniere representee.Le reseau d'antennes
onmandees en phase 10 comporte plusieurs, ici n, elements
emetteurs/recepteurs identiques 12a-12n accouples a un ensemble
analogue d'elements d'antenne correspondants 16a-26n, comme cela est
represente. Le reseau d'alimentation 14, ici un reseau d'ali mentation
en parallele, fournit un trajet de transmission pour un signal a
micro-ondes transmis du systeme radar 11 au roseau d'antennes 10, en
vue d'etre transmis a une cible (non representee), et un trajet
servant a la reception de signaux d'echos provenant de la cible (non
representee) et transmettant ces signaux au systeme radar 11.Plusieurs
bus de commande 29a-29n, 29a-29n, partent du systeme radar 11. Les
signaux circulant dans de tels bus 29a-29n, 29a-29n sont utilises pour
commander les elements emetteun-recepteur 12a-12n du reseau d'antennes
1O. Le signal a micro-ondes provenant du reseau d'alimentation 14 est
envoye a chacun des elements emetteurorecepteurs 12a-12n, comme cela
est indique par des fleches en forme de triangle evide 13.La partie du
signal a micro-ondes envoyee a chacun des elements emet
teursvrecepteuzs 12a - 12n est alors envoyee a un element
correspondant faisant partie des elements d'antenne 26a26n.De facon
similaire une partie du signal d'echo a micro-ondes provenant de la
cible est envoya a chacun des elements d'antenne 26a-26n, aux elements
emetteunvrecep- teurs correspondant: 12a-12n, 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 29a-29n, 29a-29n
pendant le mode d'emission permettent aux elements emetteulsscepteus
26a-26n de produire 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 permettent a de tels elements
emetteus-recepteus 26a-26n de produire des faisceaux collimates et
diriges d'energie a micro-ondes recue.
En se referant maintenant a la figure 2, on voit qu'un element
representatif faisant partie des elements emetteuls-recepteurs
12a-12n, ici un element emetteur-re cepteur 12i, est accouple par
l'intermediaire d'une ligne de transmission 33i a une partie du reseau
d'alimentation 14 et a un element d'antenne 26i, par
l'intermediairedrune ligne de transmission 35i, comme represente.
L'element emetteur-recepteur 12i comporte ici des lignes de
transmission a 50 ohms 32a a 32h, quatre commutateurs d'emission/
reception (T/R) 18a-18d, dont chacun possede une borne commune
20a-20d, deux bornes de branchement 19a-19d et 21a-21d et une entree
de commande 22a-22d.-Chacune des entrees de commande 22a-22d est
alimentee par deux lignes de commande 29i1, 29i1 de bus 29i, 29i.Les
commutateurs d'emission/reception T/R 18a-18d 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 envoyes aux lignes de commande 29il, 29i1,
respectivement, et que de tels signaux logiques sont utilises pour
commander 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/reception T/R 18a-18d, a savoir ici le
commutateur 18a, un tel commutateur 18a possede une borne commune 20a
raccordee a une borne de branchement 18a en reponse a un premier
couple d'etats logiques de signaux de commande envoyes aux lignes
29i1,29il, c'est-a-dire un 1 logique dans la ligne 29i1 et un 0
logique dans la ligne 29net une telle borne commune 20a est reliee a
une borne de branchement 21a en reponse au couple complementaire d'
etats logiques des signaux de commande envoyes a la ligne 29i 29i1,
c'est-a-dire un 0 logique dans la ligne 29i1 et'un 1 logique dans la
ligne 29il. La borne commune 20a du commutateur
d'emission/reception.T/R 18a est accouplee au reseau d'alimentation 14
par l'intermediaire de la ligne de transmission 33i, comme represente.
Les bornes de branchement 19a et 21a du commutateur d'emis
sion/reception T/R 18a sont accouplees aux bornes de branchement 19d
et 21b par l'intermediaire de lignes de transmission respectives 32a
et 32h La borne de branchement 19b du commutateur d'emission/reception
T/R 18b est accouplee a une entree d'un amplificateur d'emission 24,
par l'intermediaire de la ligne de transmission 32d. L'amplificateur
d'emissicn24 est oonstitue par un substrat semi-isolant, ici un
substrat en arseniure de gallium (GaAs). La sortie de l'amplificateur
d'emission 24 est accouplee a la borne de branchement 19c du
commutateur d'emission/reception T/R 18c, par l'intermediaire d'une
ligne de transmission 32e.La borne commune 20c du commutateur
d'emission/reception
T/R 18c est accouplee a l'element d'antenre26i par l'intermediaire
d'une ligne de transmission 35i. La borne de branchement 21c du
commutateur d'emission/reception T/R 18c est accouplee a une entree de
l'amplificateur de reception 28 par l'intermediaire d'une ligne de
transmission 32f. L'amplificateur de reception 28, ici un
amplificateur a faible bruit, e s t forme sur un substrat semi-isolant
(ici du GaAs). La sortie de l'amplificateur de reception 28 est
accouplee a la borne de branchement 21d du commutateur
d'emission/reception lSd, par l'intermediaire d'une ligne de
transmission 32g. La borne commune 20d du commutateur
d'emission/reception T/R 18d est accouplee a l'entree d'un dephaseur
actif 40, ici un dephaseur 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'intermediaire de la ligne de
transmission 32b. Cependant, il suffit de direici 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 frequence
le traversant. Les signaux de commande prevus pour le dephaseur actif
40 sont envoyes a ce dernier par l'inter mediaire des lignes 29i2,29i2
du-bus 29i. La sortie du dephaseur actif 40 est accouplee a la borne
commune 23b du commutateur d'emission/reception T/R 18b, par
l'intermediaire d'une ligne de transmission 32c.
Pendant un mode d'emission, l'element recepteur 12i transmet un signal
hyperfrequence ou a micro-ondes depuis le systeme radar 11 a l'element
d'antenne 26i.
U n. t r a j e t servant a l'6 mi s s i 9 n. d'un-si- gnal provenant
du systeme radar 11 par l'intermediaire du reseau d'alimentation 14
jusqu'a l'element d'antenne 26i est illustre sur la figure 2 par une
fleche 13 formee d'un triangle evide, comme represente. Dans le mode
d'emission,, les signaux de commande circulant dans la ligne 29i1,
29i1 sont utilises pour accoupler chacune des bornes communes 20a-20d
aux bornes correspondantes de branchement 19a-19d des commutateurs
respectifs d'emission/reception T/R 18a-18d. Ainsi, une partie du
signal a micro-ondes 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 aussignaux de commande circulant dans les
bus 29i2 29i2 et qui sont envoyes a une entree de commande 42 du
dephaseur actif 40. Le signal dephase a micro-ondes est ensuite envoye
a l'entree de l'amplificateur d'emission 24.
Le signal present sur la sortie de l'amplificateur d'emission 24 est
envoye a l'element d'antenne 26i.
Pendant le mode de reception1 une partie d'un signal d'echo recu est
envoyee depuis l'element d'antenne 26i au systeme radar 11. Un trajet
de- transmission servant a envoyer le signal d'echo recu depuis l'ele-
ment d'antenne 26i jusqu'au systeme radar 11 est illustre sur la
figure 2 par des fleches en forme de triangles pleins 15, comme cela
est represente. Pendant le mode de reception, les etats logiques
complementaires des signaux de commande circulant prealablement dans
les lignes 29i1-29il sont maintenant envoyes aux lignes 29i1, 29i1, et
de tels signaux sont utilises pour accoupler chacune des bornes
communes 20a-20d aux bornes de branchement 21a-21d des commutateurs
d'emission/reception
T/R respectifs 18a-18d.Ainsi le signal d'echo est envoye depuis
l'element d'antenne 26i a l'amplificateur de reception 28. Le signal
present sur la sortie de l'amplificateur de reception 28 est envoye a
l'entree de l'element dephaseur actif 40. Le signal traversant le
dephaseur est a nouveau dephase conformement aux signaux de commande
envoye dans les bus de transmission 29i2-29i2.
Le signal dephase produit a la sortie de l'element dephaseur actif 40
est ensuite envoye au systeme radar 11 par I'intermediaire du reseau
d'alimentation 14. Ainsi on notera que le signal a micro-ondes est
envoye par l'intermediaire du dephaseur actif 40 suivant les memes
directions 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
12a-12n est utilise pour transmettre une partie du signal a
micro-ondes entre le systeme radar 11 et ledit ensemble d'elements
d'antenne 26a-26n, par l'intermediaire du reseau d'alimentation 14, de
maniere a produire en combinaison un faisceau collimate 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 emetteurrecepteur 12i' convenant pour etre
utilisee dans le reseau d'antennes 10 de la figure l est represente
accouple a une partie du reseau d'alimentation 14 et a l'ele- ment
d'antenne 26i. L'element emetteur-recepteur 12i' comporte 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 18c, comme represente. Le commutateur 310 a cinq
bornes est forme sur un substrat (non represente) ici de l'arseniure
de gallium (GaAs) 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 surface superieure
du substrat semi-isolant se trouvent disposes des transistors a effet
de champ 50a-50d, a savoir d e s transistors a effet de champ a base
de GaAs comportant chacun des electrodes de grille 52a-52d (figure 3),
une electrode de drain 54a-54d et une electrode de source 56a-56d.Les
electrodes de grille 52a-52d des transistors a effet de champ 50a,50d,
sont raccordees a la ligne de commande 29i1, et les electrodes de
grille 52a52c des transistors a effet de champ 50b, 50c sont
raccordees a un ligne de commande 29i1, comme cela est represente. Les
transistors a effet de champ sont rac cordes selon une configuration
de montage en source commune (mise a la masse). Le commutateur
d'emission/reception T/R 310 comporte en outre des lignes de
transmission 60a-60f.Chaque ligne de transmission 60a-60f possede une
longueur electrique correspondant a un quart de la longueur d'onde
(oc/4), Ac repesentant la longueur d'onde de la frequence de bande
centrale nominale ou de fonctionnement correspondante (fc) du circuit.
Le reseau d'alimentation 14 est raccorde electriquement a une pre
miere extremite de la ligne de transmission Bic/4 60al et a une
premiere extremite 60f1 de la ligne de transmission Xc/4 60f, par
l'intermediaire de la ligne de transmission 33i. L'electrode de drain
54c du transistor a effet de champ 50c est raccordee electriquement a
une seconde ex tremite 60a2 de la ligne de transmission Ac/4 60a. Une
premiere extremite 60b1 de la ligne de transmission Suc/4 60b est
raccordee electriquement a la seconde extremite 60a2 de la ligne de
transmission 60a et a l'electrode de de drain 54c. Une seconde
extremite 60b2 de la ligne de transmission Ac/4 60b est raccordee
electriquement a la borne d'entree du dephaseur actif 40, par
l'intermediaire d'une ligne de transmission 32b et a une premiere ex
tremite60dl de la ligne de transmission Ac/4 60d. La seconde extremite
60d2 de la ligne de transmission 60d est raccordee electriquement a la
sortie de l'amplificateur de reception 28 et a l'electrode de drain
54d du transistor a effet de champ 50d.Une seconde extremite 60f2 de
la ligne de transmission Ac/4 60f est raccordee electriquement a une
premiere extremite 60el de la ligne de transmission Ac/4 60e et a
l'electrode de drain 54a du transistor a effet de champ 50a. Une
seconde extremite 60e2 de la ligne de transmission Ac/4 60e est
accouplee a la sortie du dephaseur actif 40 par l'intermediaire de la
ligne de transmission 32d et a une premiere extremite 60C1 de la ligne
de transmission Ac/4 60c. Une seconde extremite 60c2 de la ligne de
transmission Ac/4 60c est accouplee a l'entree de l'amplificateur
d'emission 24 et a l'electrode de drain 54b du transistor a effet de
champ 50b.Les raccordement de de l'amplificateur d'emis- sion 24 et de
l'amplificateur de reception 28 au commutateur d'emission/reception
T/R 18d sont les memes, com me- cela a ete explicite en liaison avec
la figure 2.
Pendant le mode d'emission, comme represente par les fleches 13
formees de triangles evides, un signal de commande logique circulant
dans la ligne 29il du bus 29i est envoye aux electrodes de grille 52,
52d du transistor a effet de champ 50a, 50b et le complement d'un tel
signal de commande logique est envoye (par l'intermediaire de la ligne
29il du bus 29i) aux grilles 52b, 52c des transistors a effet de champ
50b, 50c. En reponse a de tels signaux, les transistors a effet de
champ 50a, 50d sont places a l'etat conducteur et les transistors a
effet de champ 50b et 50c sont places a l'etat non conducteur.Les
lignes de transmission #o/4 60d, 60e et 60f ont leurs extremites 60d2,
60el et 60f2 raccordees electriquement aux transistors a effet de
champ 50a et 50b, comme cela a ete precedemment decrit. Lorsque les
transistors a effet de champ 50a, 50d sont places a l'etat conducteur,
un court-circuit (voie ou trajet de faible impedance a la masse,
reperee par #) est etabli aux extremites 60d2, 60el et 60f2 des lignes
de transmission 60d-60f accouplees aux transistors a effet de champ
50a, 50d.A une distance correspondant a un quart de la longueur d'onde
a partir de ces emplacements (sur la seconde extremite 60dl, 60e2 et
60fl de chaque ligne de transmission 60d-60f), les court-circuits aux
extremites 60d2, 60e1, 60f2 apparaissent sous la forme de circuits
ouverts (voies ou trajets d'impedance elevi relies a la masse et
reperes par #) sur les extremites 60dl, 60e2, 60f1, pour un signal a
micro-ondes possedant une longueur d'onde sensiblement egale a la
longueur d'onde de la frequence nominale ou de bande centrale de
fonctionnement correspondante, 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 60f et d'energie emise
passe par les lignes 60a et 60b.En outre etant donne que l'extremite
60dl apparait sous la forme d'un circuit ouvert #, l'energie transmise
circule de- puis la ligne 60b en passant par la ligne 32b, par le
dephaseur 40 et par la ligne 32c. Etant donne que l'extremite 60e2
apparat sous la forme d'un circuit ouvert Q9,, energie transmise puis
dephasee circule en passant par la ligne 60c, l'amplificateur
d'emission 22, le com mutateur d'emission/reception T/R/18 d jusqu'a
l'antenne
26i, 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 29il, 29il sont commutes (ou complementes) dans un etat
logique pla cant les transistors a effet de champ 50a et 50b dans un
etat non conducteur et placant les transistors a effet de champ 50b et
50c dans un etat conducteur.Les extremites 60a2, 60bl et 60c2 des
lignes de transmission Tac/4 60a, 60b et 60c, qui sont accouplees aux
electrodes de drain 45b et 45c des transistors a effet de champ 50b et
50d sont par consequent raccordees a la masse et les autres extremites
60al et 60b2 et 60c1 des lignes de transmission 60a, 60b et 60c
presentent des impedances correspondant a des circuits ouverts. Ainsi
un signal a micro-ondes provenant de l'element d'antenne 26i 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 60d 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 60e et 60f.
En se referant maintenant a la figure 4, une autre forme de
realisation d'un emetteur-recepteur, ici l'emetteur-recepteur 12i"
convenant pour etre utilise dans le reseau d'antennes comwadEes 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 33i et a l'element d'antenne 26i par l'intermediaire de
la ligne de transmission 35i, comme represente. L'element
emetteur-recepteur 2i" comporte des commutateurs d'emission-reception
T/R 18a et 18c, 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 canaux comporte plusieurs
etages dephaseurs branches en cascade, a savoir ici les etages 44a-44d
d'un type qui sera decrit ulterieurement en detail en reference aux
figures 10-12. Le commutateur d'emission/reception T/R 18a comporte
une borne commune 20a raccordee au reseau d'alimentation 14 par
l'intermediaire de la ligne de transmission 33i. Les bornes de
branchement 19a et 21a du commutateur d'emission/reception T/R 18a
sont raccordees respectivement a l'entree 47a d'un premier canal 47 et
a la sortie 49b d'un second canal 49 du dephaseur a deux canaux 44,
comme cela est indique. La sortie 47b du premier canal 47 est
raccordee a l'entree de l'amplificateur d'emission 24 par
l'intermediaire de la ligne de tranmission 32b.La sortie de
l'amplificateur de reception 28 est accouplee a l'entree 49a du second
canal 49 par l'intermediaire de la ligne de transmission 32e.
Le raccordement de l'emetteur-recepteur 12i" a l'element d'antenne 26i
(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 reponse a des signaux de commande
complementaires presents dans les lignes 29il, 29il, un signal a
micro-ondes envoye a une borne commune 20a a partir du systeme radar
11 est envoye a la borne de branchement 19a. Un tel signal provenant
de la borne de branchement 19a est envoye a l'entree 47a 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
precedemment decrit. Pendant le mode de reception, comme represente
par les fleches formees de triangles pleins 25, en reponse aux
complements des signaux de commande precedents presents dans les
lignes 29il, 29i, le signal a micro-ondes envoye a la borne commune
20c a partir de l'antenne 26i est envoye a la borne de branchement 21c
et par consequent a l'amplificateur de reception 28. Le signal present
a la sortie de l'amplificateur de reception 28 est envoye a l'entree
49a du dephaseur 44. Le signal dephase est alors envoye par
l'intermediaire du commutateur d'emission/reception T/R 18a au systeme
radar 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 emetteur-recepteur 12i (figure 2) et dans l'element
emetteurrecepteur 12i' (figure 3) comporte plusieurs etages 40a40d
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 40a-40d, ici etage 40a, est
decrit de facon detaillee en liaison avec les figures 7-8. En se
referant maintenant a la figure 6, on voit que l'etage 40a du
dephaseur est forme sur un substrat ici un substrat 41 en GaAs ayant
un plan de mise a lamasse43, comme represente. En se referant
egalement aux figures 7, 8, on voit que l'etage 40a 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 alimentee
par un signal a micro-ondes en provenant de la ligne de transmission
32b (figure 2).Le circuit 513 d'adaptation de l'impedance d'entree est
ici utilise pour adapter l'impedance d'entree de l'etage 40a 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 ligne de transmission d'entree 512 par
l'intermediaire d'une plaque de base 526c d'un condensateur 526. La
plaque de base 526c du condensateur 526 est accouplee a une extremite
de la section de ligne de transmission 514 branchee en shunt. La
plaque superieure 518a 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 518b comme
represente.Le plot de mise a la masse 522 est accouple a la masse par
l'intermediaire d'un trou de connexion 522a. Comme represente sur la
figure 6B, le condensateur 526 est forme sur la surfaczdu 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 526c
constituee par un depot d'or par evaporation, qui a ete effectue sur
le substrat 41.La plae superieure 526a et la plaque de base 526c son
separees par une couche 526b de silicon nitride (Si3N4) possedant une
epaisseur de 500 nm.
La plaque de base 526c comporte un doigt 526e (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 526c. 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 condensateur 518 a la section d'inductance 516 fournit l'element
520 d'application de la polarisation a l'electrode de grille.Le
circuit 513 d'adaptation d'entree comporte en outre la troisieme
section de ligne de tranmission 528'qui possede ici egalement une
reactance qui est essentiellement 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 commune 532.
L'etage dephaseur 40a comporte en outre un commutateur 530 a
transistors a effet de champ, comprenant deux transistors a effet de
champ possedant deux grilissde commande, 530a, 530b, comme cela est
represente. Les transistors a effet de champ 530a et 530b comprennent
des premieres electrodes de grille 532a-532b accouples a la jonction
commune 532, des secondes electrodes de grille 534a-534b, des
electrodes de drain separees 536a, 536b et des electrodes de source
separees 538a, 538b.Les transistors a effet de champ 530a 530b sont
ici branches selon une configuration de montage en source commune
(mise a la masse). Les transi s- tors a effet de champ 530a, 530b sont
fabriques de telle maniere que les gains et les phases delivres par
chacun d'eux aux signaux envoyes a l'electrode de grille et transmis a
l'electrode de drain sont essentiellement identiques. En d'autres
termes 1S211a1 a savoir la fraction de puissance envoyee a l'electrode
de drain 536a du transistor 530a a partir du signal present sur
l'electrode de grille 532a est essentiellement egal a jS2llb' a savoir
la fraction de puissance disponible sur l'electrode de drain 536b du
transistor a effet de champ 530b, en provenance d'un signal d'entree
envoye a l'electrode de grille 532b du transistor a effet de champ
530b.De facon similaire S21la = S21lb, c'est-a-dire que les phases des
puissances instantanees delivrees aux deux electrodes de drain des
transistors a effet de champ 530a, 530b sont essentiellement
identiques. Les electrodes de grille de commande 534a, 534b delivrent
des signaux de commande dans les lignes 29ira 29i2a (figure 2). Ces
signaux de commande sont utilises pour commander la transmission d'un
signal d'entree envoye a l'electrode de grille 532a, 532b aux drains
correspondants536a, 536b des transistors a effet de champ 530a, 530b.
Les composantes a haute frequence contenues dans les signaux circulant
dans les lignes de commande 29i2a, 29i 2a sont court-circuitees a la
masse par l'intermediaire de condensateurs 527a, 527b.Les electrodes
de drain 536a, 536b sont raccordees electriquement a des circuits
identiques 545a, 545b d'adaptation d'impedance, comme cela est
represente. Le circuit d'adaptation 545a (figure 8) comporte ici une
premiere section de ligne de transmission 548a branchee en serie entre
1' electroae de drain 536a et un condensateur de couplage 552a. Une
seconde section de ligne de transmission 549a est branchee en shunt
avec la jonction de la premiere section de ligne de transmission 548a,
la plaque de base du condensateur 552a, et une plaque superieure d'un
condensateur 544 de blocage de la composante continue. La plaque de
base du condensateur 544 de blocage de la composante continue est
raccordee a la masse par l'intermediaire d'un trou de connexion 544a
(figure 6).Le circuit 545b d'adaptation d'impedance est realise d'une
maniere similaire sur le substrat 41 (figure 6) pour l'electrode de
drain 536b. Le circuit 545b d'adaptation d'impedance comporte une
section de ligne de transmission 548b, un condensateur de couplage
552b, et une seconde section de ligne de transmission 549b accouplee a
l'electrode de drain 536b de la meme maniere que les elements
correspondants du circuit 545a d'adaptation d'impedance. Le raccord
commun des sections de ligne de transmission 549a-549b et du
condensateur 544 de blocage de la composante continue fournit
l'element 546 d'alimentation de polarisation pour les electrodes de
drain 536a et 536b. Comme represente sur la figure 6A, l'element 542
d'alimentation de polarisation est ici isole de la section de ligne de
transmission 548b 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'entrecroisant. Les plaques superieures des
condensateurs de couplage 552a-552b des circuits 545a, 545b
d'adaptation d'impedance sont realisees d'un seul tenant avec les
elements conducteurs en forme de bande des lignes respectives de
transmission 554a et 553. La ligne de transmission 554a possede une
longueur electrique qui applique un dephasage Xl + a a.un signal
d'entree, qui lui est envoye, et la ligne de transmission 553 possede
une longueur electrique qui applique un dephasage 01 a un signal
d'entree, qui lui est applique.Un tel couple de ligne de transmission
554a, 553 comme represente sur la figure 9a et decrit de facon plus
detaillee ci-apres fournit un trajet de transmission appliquant un
increment de dephasage unique Q0a- Chaque seconde extremite de la
section de ligne de transmission 554a, 553 est accouplee a une borne
d'entree correspondante 565, 567 d'un coupleur classique 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 coupleurs monolithiques au GaAs de
Lange et Wilkinson de Raymond C. Waterman Jr. et consorts, 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
condensateua 518, 526, 544, 552a, 552b, 527a et 527b sont ici realises
de facon similaire a ce qui a ete explicite pour le condensateur 526.
En cours de fonctionnement, un signal d'entree envoye a la ligne de
transmission 512 est transmis a chaque electrode de grille 532a, 532b.
Un tel si gnal est envoye a l'une des electrodes de drain 536a, 536b,
de facon selective, conformementaux signaux de commande envoyes dans
la ligne 29i2a, 29i2a aux electrodes de grille de commande 534a, 534b.
Si le signal d'entree en reponse a de tels signaux de commande
presents dans les lignez 29i2a, 29i2a est transmis a l'electrode de
drain 536a, la phase d'un tel signal est decalee d'une quantite l + Aa
par la ligne de transmission 554a.
Inversement, le trajet electrique partant de l'electrode de drain 536b
et aboutissant au coupleur 560 fournit une longueur de trajet
correspondant a un dephasage egal a 1 Donc/ si en reponse aux signaux
de commande presents dans les lignes 29i2a, 29i2a' le signal d'entree
est envoye a l'electrode de drain 536b, la phase d'un tel signal a la
sortie 570 est decalee d'une quantite 1 par la ligne de transmission
553. Ainsi, un dephasage d'un signal d'entree ayant pour valeur 1 ou 1
+ a au niveau de la sortie 570 est selectionne en reponse aux signaux
de commande presents dans les lignes 29i2a, 29i 2a 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
#1 dans un trajet et d'une valeur 1 + hi dans le second trajet, i
representant le numero de l'etage. Pour quatre etages branches en cas
cade, le dephase Ai pour chaque etage est ici ##a = 180, a ##b =90 et
Ac = 450 et ##d = 22,50.
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 570d un signal de sortie possedant 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 40a-40d, comme represente. Chaque etage dephaseur
40a40d realise conformement aux figures 6-8, applique de facon
selective un dephasage unique a un signal d'entree, ledit dephasage
etant egal a ##a = 180, ##b = 90, ##c = 45 et ##d = 22,5.Chaque etage
de dephasage comporte une longueur unique de ligne de transmission
entre le circuit 545a 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 reponse a des signaux de commande presents dans
les lignes 29i2a- 29i2d et 29i2a-29i2d' les etages dephaseurs 40a-40d
appli- quent des combinaisons selectives d'increments de dephasage de
0 ou 1800, 0 ou 900, 0 ou 450 et 0 ou 22,50,les signaux de commande
desdits etages envoyes par les lignes 29i 2a~a 29i 2d et 29i2a a 29i2d
etant representes par A a
D et A a D respectivement. Le dephasage d'un signal d'entree par le
dephaseur 40 peut etre represente par l'equa- tion logique suivante: =
[(A(# + ##a) +A + A (#1)))+ (B(#1 + ##b) ++ B(#1)) + (C(#1 + ##c) + C
(#1)) + (D(#1 + ##a) + D(#1)].
Le dephaseur 40 est par consequent utilise pour modifier la phase d'un
signal envoye a la ligne de transmission 512 de l'etage 40a, en la
faisant passer de 0 a 3600 selon ici des increments de dephasage de
22,50.
En se referant aux figures 9A-9D, on voit que les sections de ligne de
transmission 5-53 et 554-554d utilisees pour produires des dephasages
incrementaux uniques pour les etages respectifs 40c-40d du dephaseur
40b represente sur la figure 5, comportent des parties identiques
representees par les memes chiffres de reference.
Les lignes de transmission 553 et 554a-554d sont accou plees aux
bornes d'entree 565, 567 du coupleur 560 a trois bornes, comprenant
une resistance de charge a pel limule mine 562 et des bras de
derivation 564, 566, et a une partie des reseaux 545a-545b
d'adaptation d'impedance, comme cela est represente. Les lignes de
transmission 554a-554d sont formees sur le substrat semi-isolant 41
respectivement par des conducteurs en forme de bande 555a-555d et 557
et par le plan de mise a la masse 43 qui est separe par un
dielectrique, ici le substrat semi-isolant 41. Les conducteurs en
forme de bandes 555a-555d et 557 sont agences de maniere a fournir les
lignes de transmission correspondantes 554a-554d et 553 possedant
chacune une impedance caracteristique de 50 ohms.Les lignes de
transmission 554a-554d possedent chacune une longueur electrique egale
a une fraction precise correspondante de la longueur d'onde Ac/2n, par
rapport a la section de ligne transmission 553, A etant c la longueur
de la frequence (fc) nominale ou de bande centrale de fonctionnement
pour le dephaseur actif, tandis que n est le nombre total d'etages.
Ainsi la section de ligne de transmission 554a possede up trajet d'une
longueur (Aa) egal a Ac/2 par rapport a la section de ligne de
transmission 553. De facon similaire les lon gu-rs des trajets pour
les segments 554b-554d port a la ligne de transmission 553 sont Ac/4
lc/8 et Oc/16. Ainsi les lignes de transmission 554a-554d en liaison
avec la section de ligne de transmission 553, presentent ici des
differences de longueurs de trajet correspondant a un dephasage de
180, 90, 450 et 22,50 d'un signal applique par rapport a la phase d'un
tel signal.
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 12i" represente sur la figure 4,
comporte quatre etages dephaseurs a 1 bit (etages P.S.) 44a-44d
interconnectes en cascade, comme cela est represente. Les etages
dephaseurs a deux canaux 44a-44d sont ici identiques, hormis en ce qui
concerne les differences de longueurs de trajet (increment de
dephasage) (E constituant les reseauxdephaseurs de chaque etage.Chaque
canal du dephaseur a deux canaux fournit l'un des deux trajets des
signaux, un tel trajet etant choisi en reponse aux signaux de commande
envoyes dans les lignes 29i2 29i2d et 29i2a-29i2d De tels trajets
fournissent
2d soit un dephage, soit un dephasage 1 + A01 i etant le numero de
l'etage. L'increment de dephasage iA pour chacun des quatre etages
44a-44d representes sur la figure 10 est A0a = 1800, A0b = 900, c =
450 et = =22,50 pour les etages respectifs 44a-44d, comme cela a ete
explique en reference aux figures 9a-9d.
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 44a. L'etage dephaseur 44a comporte des transistors a effet
de champ 530a-530d comportant chacun un couple d'electrodes de grille
532a-532d et 534a-534d, une electrode de drain 536a-536d et une
electrode de source commune 538.
Les transistors a effet de champ 530a-530d sont ici rea- lises sous la
forme d'un commutateur bipolaires a deux positions 530 a transistors a
effet de champ, d'un type decrit dans le brevet depose aux Etats Unis
d'Amerique sous le ne 4 313 126,le 21 Mai 1979 par le deposant de la
presente demande. Chacun des transistors a effet de champ 530a-530d
est ici branche selon une configuration de montage en source commune
(mise a la masse) comme represente. Chaque transistor a effet de champ
530a-530d est forme sur le substrat 41 a proximite immediate des
autres transistors a effet de champ 530a-530d, comme cela est
represente.Les transistors a effet de champ 530a 530d sont realises de
telle maniere que les gains et les phases appliques a un signal
d'entree sont essentiellement 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 12i" (figure 4)
par l'intermediaire de la ligne de transmission 32a fournissant une
entree des signaux pour l'etage dephaseur 44a. La ligne de
transmission a micro-ondes 512 est raccordee electriquement a un
circuit 513a d'adaptation d'impedance decrit precedemment en reference
aux figures 6-8. Le circuit d'adaptation 513 est raccorde
electriquement a la jonction d'entree commune 532. Cette jontion
d'entree 532 est accouplee aux electrodes de grille d'entree 532a,
532b des transistors a effet de champ 530a, 530b.Les signaux envoyes
dans les lignes 29i2a, 29i en provenance du
2a' 2a systeme radar 11 (figure 1) sont envoyes aux secondes
electrodes de grille 534a, 534b ourla commande de la transmission d'un
signal d'entree present dans les electrodes de grille d'entree 532a,
532b aux electrodes de drain correspondantes 536a, 536b
des-transistors a effet de champ 530a, 530b. Des composantes a haute
frequence presentes dans les signaux de comrnande envoyes dans les
lignes 29i2a, 29i2a sont court-circuitees a la masse par des
condensateurs 526a, 526b.Un signal d'entree envoye de facon egale aux
electrodes de grille d'entree 532a, 532b est transmis de facon
selective a l'electrode de drain correspondante 536a, 536b
conformement aux signaux de commande presents dans la ligne 29i2a,
29ira et envoyes aux electrodes de grille de commande 534a, 534b.
L'electrode de drain 537c est raccordee electriquement a un reseau
545a d'adaptation d'impedance, comme cela a ete decrit en liaison avec
les figures 5-7.
L'electrode de drain 536b est, de facon similaire, raccordee
electriquement aux reseaux 545b d'adaptation d'impedance, comme cela
est represente. Le reseau 545a d'adaptation d'impedance est accouple
ici a la ligne de transmission a micro-ondes 554a. De facon similaire
le reseau 545b d'adaptation d'impedance est accouple a la ligne de
transmission a micro-ondes 553. Chaque seconde extremite des lignes de
transmission 553 et 554a 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 numerique 44a comporte une
ligne de transmission a micro-ondes 512' accouplee a
l'emetteur-recepteur 12i" (figure 4) par l'intermediaire de la ligne
de transmission 32g (figure 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 jonction commune 532'. Cette jonction commune 532' est raccordee
electriquement aux electrodes de grille d'entree 532c, 532d des
transistors a effet de champ 530c, 530d. Les grilles de commande 534c,
534d des transistors a effet de champ 530c, 530d sont raccordees
electriquement aux plots des electrodes de grille 524 et 527
respectivement.
Les grilles de commande 534c, 534d recoivent les signaux presents dans
les lignes 29i2a, 29i 2a provenant du systeme radar 11 (figure 1)1
servant a commander la transmission d'un signal d'entree present sur
les electrodes de grilles d'entree 532c, 532d, en direction des
electrodes de drain 536c, 536d des transistors a effet de champ 530a,
530b. Les electrodes de drain 536c-536d sont raccordees electriquement
aux reseaux d'adaptation d'impedance 545c545d, comme cela a ete decrit
en reference aux figures 6-8.Les lignes de transmission 553' et 544a'
sont branchees entre les reseaux 545c-545d d'adaptation d'impedance 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 536a au coupleur a trois bornes 560, pour le
canal 47, est ensuite selectionnee de maniere a produire un dephasage
correspondant egal a 1 + Aa comme cela a ete explique en reference aux
figures 9-Pr9D. La difference totale de la longueur de trajet de la
connexion reliant l'electrode de drain 536b au coupleur a trois bornes
pour le canal 47 est selectionnee de maniere a fournir un dephasage
correspondant egal a. Ainsi la phase d'un signal applique aux
electrodes de grille 532a, 532b est decalee d'une valeur 1 + a ou 1 de
facon selective en fonction des signaux de commande envoyes aux
electrodes de grilles de commande 534a, 534b.De la meme maniere les
lignes de tranmission 553', 554a' fournissent des longueurs de trajet
pour le canal 49 entre les drains 536c, 536d, correspondant a 1 + ##a
Aa OU
En se referant a nouveau a la figure 10, on voit que le dephaseur a
deux canaux 44 comportant les canaux 47 et49 possede des etages
44a-44d dont chacun applique un dephasage unique a un signal envoye.
Chaque canal fournit des combinaisons selectives d'increments de
dephasage a 1800, Ab = 900, c = 450 et ##a = 22,50 en reponse aux
signaux de commande presents dans les lignes 29i2a - 29i2d, 29i2a -
29i2d.
En se referant maintenant a la figure 12, on voit que l'etage
dephaseur 44a est forme sur un substrat isolant 41 possedant un plan
de liaison a la masse 43 situe sur l'une de ses faces, comme cela est
represente.
Une connexion de masse de faible inductance 537 est ici realisee a
travers la region 538 de l'electrode de source. Des condensateurs a
plaques paralleles tels que 526 sont formes sur le substrat 41, comme
cela a ete precedemment decrit en reference a la figure 6B. Les
trajets entrecroises 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 6A.
En se referant egalement a la figure 8, on voit que le gain total net
pour chaque dephaseur a quatre bits40 et 40' est egal a environ 8
decibels (dB), soit approximativement 2 dB par etage. Chaque etage
contribue a fournir une perte de 3 dB par suite de la subdivision du
signal d'entree et une perte supplementaire de 3 dB en raison de la
recombinaison de l'energie au niveau du coupleur a trois bornes 560.
Les pertes totales dues aux pertes parasites et aux reseaux
d'adaptation sont inferieures a 1 dB. Toute enautorisant un desaccord
substantiel, un gain d'environ 8 dB est realisable d'une maniere
generale au moyen d'un transistor a effet de champ a deux grilles
fonctionnant dans la bande par exemple. Ainsi on realise un gain net
d'environ 2 dB par etage ou d'environ 8 dB pour les dephaseurs des 9 A
a 9 D et de la figure 12.Etant donne que seuls quatre transistors a
effet de champ, a savoir un par etage, fonctionnent a un instant donne
pour chaque dephaseur 40, 44, la consommation d'energie en courant
continu sera quatre fois celle 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 12i et 121'
(figure 2 et figure 3), comporte un premier etage 40a' possedant un
commutateur unipolaire a quatre positions (SP4T) a transistors a effet
de champ et un second etage 40b' comportant un commutateur
unidirectionnel a quatre positions (SP4T) 1370 a transistors a effet
de champ, comme represente. Les commutateurs SP4T 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 N6 4 313 126, mentionne
precedemment. Chaque etage 40a', 40b' est forme sur un substrat (non
represente) possedant un plan de mise a la masse (non represente).
Le premier etage 40a' du dephaseur numerique a 4 bits 40' comporte des
transistors a effet de champ 1330a-1330b, comme cela est represente.
Les transistors a effet de champ 1330a-1330b sont realises de telle
mani ere 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 1330a-1330d
comporte une grille d'entree 1332a-1332d, une grille de commande
1334a-1334d, des electrodes de drain 1336a-1336d et une region de
source 1338. Les transistors a effet de champ 1330a-1330d sont ici
branches selon une configuration de montage en source commune (mise a
la masse).Une connexion de masse de faible inductance est ici realisee
entre l'electrode de source 1338 et le plan de raccordement a la masse
43 (non represente) d'une maniere classique 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 1332a-1332d. Les drains 1336a-1336d sont
raccordes electriquement a des reseaux identiques d'adaptation
d'impedance 545a-545d du type deja decrit en rapport avec la figure 8.
Les re seaux d'adaptation d'impedance 545a-545d sont accouples chacun
a une ligne de transmission 1320 possedant une caracteristique
d'impedance ZO 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 caracteristique
de la ligne de transmission 1320. La resistance 1322 est branchee en
shunt entre la ligne de transmission 1320 et la masse. L'electrode de
drain 1336d est raccordee electriquement a l'extremite de la ligne de
transmission 1320 par l'intermediaire du reseau d'adaptation
d'impedance 545d.Le drain 1336c des transistors a effet de champ 1330c
est raccorde electriquement a la ligne de transmission 1320 par
l'intermediaire du reseau d'adaptation d'impedance 545c definissant
une section de ligne de transmission 1326, et l'electrode de drain
1336b du transistor a effet de champ 1330b est raccordee
electriquement a la ligne de transmission 1320 par l'intermediaire du
reseau d'adaptation d'impedance 545b definissantune section de ligne
de transmission 1324, tandis que l'electrode de drain 1336a du
transistor a effet de champ 1330a est raccordee electriquement a la
ligne de transmission 1320, par l'intermediaire du reseau d'adaptation
d'impedance 545a, definissant une section de ligne de transmission
1322. Ici toutes les sections des lignes de transmission 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 appliques par chacune des sections
de la ligne de transmission 1322, 1324 et 1326 possedant des longueurs
electriques identiques et dont le signal de sortie est transmis de
l'une des electrodes de drain 1336a-1336d jusqu'a la borne de sortie
1331.
Lors du fonctionnement, un signal d'entree est accouple et decouple de
facon selective entre les electrodes de grille 1332a-1332d et
l'electrode de drain correspondante 1336a-1336d, conformement aux
signaux de commande envoyes aux electrodes de grille de commande
1334a-1334d, dans les lignes 29i 29i2d, et ce moyennant une
modification appropriee du systeme radar 11 (figure 1). Des signaux
presents dans les lignes de commande 29i 29i2d sont ici des signaux de
commande logiques.L'un de ces signaux dans les lignes 29i 2a 29i2d est
choisi comme etant dans un etat branche ou passant1,1 tandis que les
autres signaux dans les lignes 29i2a-29i2d sont places dans un etat
"debranche ou bloque",ce qui place uniquement l'un des transistors a
effet de champ 1330a-1330d dans un etat conducteur et le reste des
autres transistors a effet de champ 1330a1330d 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
electrodes de grille 1372a-1372d et l'electrode de drain correspondant
1376a-1376d en reponse aux signaux de commande envoyes aux electrodes
de grille de commande 1374a1374d, par l'intermediaire des lignes
29i2e-29i2h, comme cela est represente.
En reponse a un signal de commande envoye a l'une des electrodes de
grille de commande 1334a-1334d, le transistor correspondant faisant
partie des transi s- tors a effet de champ 1330a-1330d 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 transistors a effet de champ 1330a-1330d sont
maintenus dans un etat non conducteur par les signaux de commande envo
yes aux autres grilles restantes faisant partie des grilles de
commande 1334a-1334d.Ainsi un signal envoye a la ligne de transmission
1320 a partir de l'electrode de drain 1336a possedera un dephasage net
egal a 3 a par rapport a la phase d'un signal d'entree applique a
l'electrode de drain 1336a, etant donne que le signal transmis par
l'electrode de drain 1336a traverse les trois sections de dephasage
1322, 1324 et 1326 de la ligne de transmission 1320 avant d'arriver
sur la borne de sortie 1330.
De facon analogue, un signal applique a partir de l'electrode de drain
1336b a la ligne de transmission 1320 possedera un dephasage net egal
a 2 a, tandis qu'un signal applique a partir de l'electrode de drain
1331c a la ligne de transmission 1320 possedera un dephasage
incremental egal a a, et qu'un signal applique a partir de l'electrode
de drain 1336d a la ligne de transmission 1320 possedera un dephasage
incremental de 0 par rapport au signal present sur l'electrode de
drain 1336d.
Ainsi par suite de l'application selective des signaux de commande
envoyes aux grilles de commande 1334a-1334d, il est possible d'obtenir
un dephasage incremental egal a 3 a, 2 a, a ou OC. Grace au choix de
la longueur electrique de chaque dephasage incremental (A) du premier
etage egal a 22,5, le dephasage total fourni par le premier etage peut
aller jusqu'a 67,5. Ce dephasage fourni par le reseau d'adaptation
545a-545d est le meme pour chaque circuit d'adaptation de l'electrode
de drain et par consequent n'affecte par le dephasage differentiel
produit.
La sortie du premier etage 40a' est raccordee electriquement a
l'entree du second etage 40b', comme cela est represente. Le second
etage 40b' du dephaseur numerique a 4 bits 40' est identique au
premier etage 40a' 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 40a', le second etage du dephaseur
numerique a 4 bits 40' comporte des electrodes de drain, ici
1376a-1376b,raccordees electriquement 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 27O0a la
sortie 1331' du second etage 40b'. Ce dernier en combinaison avec le
premier etage 40a', fournissant un dephasage disponible total de 67,5,
constitue le dephaseur numerique a 4 bits 40' possedant une capacite
de dephasaa de 360, par increments de 22,5.
En se referant maintenant a la figure 14, on voit qu'une section de
dephasage commandee numeriquement 50, convenant pour etre utilisee
dans l'emetteur-recepteur 12i (figure 2) en remplacement des
commutateurs d'emission/reception T/R 18b, 18d et du dephaseur 40, et
pour etre utiliseedans ltemetteur-recepteur l2i" (figure 4) en
remplacement du dephaseur 44, contient le dephaseur a canal unique 40'
de la figure 13 et des transistor a effet de champ 1410a-1410b. Chaque
transistor a effet de champ 1410a-1410d possede une electrode de
grille de transmission de signal 1412a-1412d, une electrode de grille
de commande 1414a-1414d, des electrodes de drain 1416a-1416d et des
electrodes de source 1418a-1418d, comme cela est represente.Les
transistors a effet de champ 1410a-1410d sont branches selon une
configuration de montage en source commune (mise a la masse). Les
electrodes de grille de transmission de signaux 1412a-1412b des
transistors a effet de champ 1410a, 1410b sont ici accouples aux
lignes de transmission de donnees 32a et 32g de l'emetteur-recepteur
12i (figure 2), par l'intermediaire d'un couple de circuits
d'adaptation d'impedance 513, comme cela a ete decrit en reference a
la figure 5. Chaque electrode de drain 1416a-1416b 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 1412c, 1412c des transistors a effet de champ 1410c, 1410d,
par l'intermediaire de la ligne de transmission 1422 et d'un circuit
d'adaptation d'impedance 1413. Les electrodes de drain 1416c, 1416d
sont accouplees aux lignes de transmission 32h et 32g de
l'emetteur-recepteur 12i (figure 2). Lors du fonctionnement, l'un des
deux signaux d'entree envoyes aux electrodes de grille de transmission
de signaux 1412a, 1412b des canaux d'entree 1430, 1432 est accouplee
de facon selective aux electrodes de drain correspondantes 1416a,
1416b en reponse aux signaux envoyes aux electrodes de grille de
commande 1414a, 1414b dans les lignes 29i1, 29i1.Un tel signal
accouple de facon selective est envoye au dephaseur 40' et la phase
d'un tel signal est decalee en reponse aux signaux de commande
29i2a-29i2h, comme cela a ete decrit precedemment. L'un des deux
canaux de sortie 1434, 1436 est selectionne par des signaux presents
dans les lignes 29i1, 29i1 envoyees aux grilles de commande 1414c,
1414d.
Le signal dephase est envoye aux electrodes de grille d'entree 1412c,
1412d des transistors a effet de champ 1410c, 1410d. Le signal dephase
envoye a chacune des electrodes de grille d'entree 1412d, 1412d est
transmis a l'une des electrodes de drain 1416c, 1416d en reponse aux
signaux de commande presents dans la ligne 29i1, 29i1 et envoyes aux
grilles de commande 1414c, 1414d, comme cela a ete explique
precedemment. Le signal present sur l'electrode choisie parmi les
electrodes de drain 1416c, 1416d est transmis a la ligne de
transmission 32h pendant le mode de reception ou a la ligne de
transmission 32d de l'emetteur-recepteur 12i (figure 2) pendant le
mode d'emission.
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
transistors a effet de champ et quatre commutateurs a action
reciproque sont conducteurs et un transistor a effet de champ dans
chacun des etages 40a' et 40b' (figure 13) est conducteur pendant le
fonctionnement du dephaseur.
Le gain total net pour la section de dephasage 50 est egal a environ 4
dB. Ceci suppose une perte de 6 dB due a la subdivision du signal
d'entree entre les quatre canaux, les transistors a effet de champ
1330a-1330d de ltetage dephaseur-40a"(figure 13) et une perte de 6 dB
due a la subdivision du signal d'entree pour l'etage 40b' (figure 13).
En outre1 il existe une perte de 3d B dans chaque etage (40a', 40b'),
qui peut etre attribuee aux resistances de terminaison 1322 des lignes
1320 et 1320' (figure 13), et il existe une perte de 1 dB par etage,
qui est due aux parasites et auxcircuits d'adaptation. Ces pertes sont
partiellement compensees par un minimum de gain de 8 dB de chaque
transistor a effet de champ, ce qui fournit une perte nette egale au
maximum a 2 dB par etage.En outre les commutateurs a transistors FET
1410a - 1410d fournissent un gain de 16 dB (8 dB par commutateur, deux
commutateurs etant actifs a la fois). Ce gain est reduit cependant de
3 dB par suite de la subdivision du signal entre les deux canaux des
transistors a effet de champ 1410a, 1410d, et de 1 dB par suite des
parasites et des circuits d'adaptation. Ainsi le gain net pour le
dephaseur 50 est d'environ 4 dB.
En se referant maintenant avec la figure 15, on voit qu'une autre
forme de realisation d'un dephaseur40" convenant pour etre utilise
dans l'emetteur-recepteur 12i (figure 2) et 12i' (figure 3), comporte
un premier etage dephaseur 40a", un second etage dephaseur 40b" et un
troisieme etage dephaseur 40c" interconnectes en cascade, comme
represente. Chaque etage dephaseur 40a", 40b" et 40c" est similaire a
l'etage dephaseur commande numeriquement 40a decrit en liaison avec
les figures 6-8.
L'etage dephaseur 40a" est ici utilise cependant pour realiser un
dephasage continu variable entre 0 et 900.
L'etage dephaseur 40b' est utilise pour produire un dephasage egal a 0
= 0 ou un dephasage egal a = 900, et l'etage dephaseur 40c" est
utilise pour produire un dephasage egal a 0 = O ou lZ = 1800.
L'interconnexion en cascade des etages dephaseurs 40a", 40b" et 40c"
fournit le dephaseur 40", qui est capable de modifier de facon
continue la phase d'un signal d'entree dans une gamme de 0 a 3600.
En se referant egalement aux figures 16 et 17, on voit, a titre
d'exemple, que l'un des etages 40a"-40c", ici l'etage 40a", est forme
sur le substrat 41 possedant un plan de mise a la masse 43. L'etage
dephaseur 40a" est accouple a la ligne de transmission 40b de
l'emetteur-recepteur 12i (figure 2). L'etage dephaseur 40a" 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 32b de l'emetteur-recep- teur 12i (figure
2) Le reseau d'adaptation 513 est accouple aux electrodes de grille
d'entree 532a, 532b d'un couple de transistors a effet de champ 530a,
530b, comme cela est represente.Les transistors a effet de champ
530a-530b contiennent en outre des electrodes de grille de commande
534a-534b, des electrodes de source 538a, 538b, et des electrodes de
drain 536a-536b. Les transistors a effet de champ 530a-530b sont
realises de telle maniere que les gains et les phases appliques a un
signal d'entree envoye aux electrodes de grille d'entree 532a, 532b
sont essentiellement identiques au niveau des electrodes de drain
536a, 536b, comme cela a ete explique en liaison avec la figure 6. Les
transistors a effet de champ 530a-530b 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 534a-534b
sont alimentees par les signaux de commande de niveau de tension
circulant dans les lignes de commande 29i3a-29i3b. Le systeme radar
(figure 2) envoie les signaux de commande dans les i- gnes 29i3a, 29i
3b (non representees sur la figure 2).
Les niveaux de tels signaux dans les lignes de commande 29i3a, 29i3b
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 drain536a, 536b. Les electrodes de drain
536a, 536b sont raccordees electriquement au condensateur 544 et aux
reseaux d'adaptation d'impedance 545a, 545b, comme cela a ete decrit
en reference aux figures 6-8. Dans la forme de realisation preferee de
l'invention, les reseaux d'adaptation d'impedance 545a-545b sont
raccordes electriquement a un coupleur en quadrature classique a
quatre bornes 1560. Un tel coupleur est decrit dans un article
intitule: '"Coupleurs monolithiques au GaAs de: Lange et WiLdMscn" par
Rayrrond C. Waterman, Jr. et consorts, dans IEEE Transactions on
Electron Devices, Vol ED 28, NO 2, Fevrier 1981. Un coupleur en
quadrature est ici utilise pour transmettre des signaux d'entree
presents a chaque entree du coupleur, en quadrature, a la sortie. En
d'autres termes la phase du signal d'entree fournie par l'electrode
-de drain 536b telle qu'elle est accouplee a la sortie 1570 du
coupleur retardera de 900 la phase du signal d'entree provenant de
l'electrode de drain 536a 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 534a-534b sont des couples complementaires de signaux de
commande, ces signaux etant delivres pour placer un transistor a effet
de champ dans un etat bloque ou dans un etat conducteur, les signaux
envoyes dans les lignes 29i3a, 29i 3b aux electrodes de grille de
commande 534a, 534b sont ici des niveaux de tension pouvant etre
selectionnes entre le niveau de pincement et le niveau "conducteur" a
zero volt d'un tel transistor a effet de champ.
Un signal de tension de sortie V0, tel que mesure sur l'electrode de
drain, resultant d'un signal d'entree V. envoye a l'electrode de
grille d'entree et represente par Vi = A0eJt, et VO = BAoej(wt+#),
pour les formes de realisation decrites en reference aux figures 5-14,
B etant le gain et 9 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 29i3a, 29i 3b et envoyes aux grilles de
commande 534a-534b 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 530a, 530b ne fonctionnement plus en tant que commuta- teur et,
au lieu de cela les transistors a effet de champ 530a, 530b,
fonctionnent en tant qu'amplificateurs a gain variable, Lorsque la
tension de sortie V (A) du transistor a effet de champ 530a est une
fonction de la tension de grille de commande V (g) envoyee a la grille
de commande 530a, 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 = BAAOej(wt + # + ##n), ou B A est le gain du transistor a effet de
champ 530a en fonction de la tension de grille de commande, An est le
dephasage correspondant a la longueur de trajet entre l'electrode de
drain du nieme transistor a effet de champ et la sortie du coupleur
1560.La tension de sortie du transistor a effet de champ 530a et du
transistor a effet de champ 530b peut etre representee sous la forme:
V (A) V (B) avec avec
Vu() = BAAoej(wt + #); Vo (B) = BB Aoej(wt + #)
#); V0(B) = BB
Etant donne que le coupleur en quadrature 460 combine les deux signaux
d'entree Vo (A) et V (B) en o o quadrature, la tension de sortie au
niveau du coupleur 1560 peut etre representee sous la forme:
VoT = BAAoej(#t + # + ##a) + BBaoej(#t + # + ##B) ou j less than
VoT = BAAoej(wt + # + ##A) + BBAoej(#t + # + ##B) ou
A o Bo
VoT = A ej (wt ++ +A AA) f OBA + BBe j/23elT/23 o ce qui peut etre
reproduit de facon simplifiee par:: VoT = Ao'B'ej# dans laquelle B' =
(BA2 + BB tu 7 et tg O =BB/BA..
Par consequent, la phase d'un signal d'entree V. (figure 15) est
decalee conformement au rapport des amplitudes Vo(A), Vo(B) d'un tel
signal d'entree, telles qu'elles sont envoyees aux electrodes de drain
536a, 536b et qui sont accoupleesen quadrature pour fournir le signal
Vot (figure 15) au niveau de la sortie du coupleur en quadrature 1560.
Ainsi en selectionnant les valeurs relatives de B1 et B2, on peut
obtenir n'importe quelle phase entre 0 et #/2. Etant donne que seul le
rapport de B1 et B2 determine la phase, il est possible de maintenir
B' et par consequent l'ensemble du gain de l'etage 40a"
essentiellement constants.
Ceci. est realise au moyen d'un reglage separe des valeurs de B1 et
B2. Ceci fournit une souplesse supplementaire de commande de
l'amplitude ainsi que du reglage de la phase.
A titre d'exemple, pour un increment de dephasage minimum egal a s/16,
les valeur. de 31 et due qui fournissent l'ensenble des huit
increments de dephasage entre O et w/2 avec une amplitude
essentiellement constante B', sont indiquees dans le tableau donne
ci-apres.
TABLEAU dephasage bl b2
0 1,000 O
#/16 0,981 0,195 s/8 0,924 0,383
3 #/16 0,832 0,556 s/4 0,707 0,707
5 #/16 0,556 0,832
3 w/8 0,383 0,924
7 #/16 0,195 0,981
O O 1,000 avec blB' = B1 b2B' = B2
L'increment de dephasage minimum fourni par l'etage dephaseur 40a"
fournissant un dephasage variable est limite uniquement par le degre
de commande de la tension appliquee aux electrodes de grille de
commande 534a534b du transistor a effet de champ 530a-530b ou de
l'etage dephaseur 40a".
L'etage dephaseur 40a" est interconnecte en cascade avec l'etage
dephaseur 40b" comme cela est represente. L'etage dephaseur 40b" est
identique a l'eta- ge dephaseur 40a". La seule difference entre les
etages 40a" et 40b" reside dans la technique de production du
dephasage. Un dephasage de 0 ou de 90C fourni par l'etage dephaseur
40b" est determine par la commande de celui des transistors a effet de
champ 530a-530b, qui est polarise dans l'etat passant ou conducteur,
comme cela a ete decrit precedemment, en liaison avec les figures 6-8.
L'etage dephaseur 40c" est semblable a l'etage dephaseur 40a" hormis
en ce qui concerne l'insertion d'une difference de longueur de trajet
supplementaire de 90, fournie par exemple par une section de ligne de
transmission 554b (figure 9b) branche entre le reseau d'adaptation
d'impedance 545a et le coupleur 1560.
En se referant maintenant aux figures 18 et 19, on y voit represente
un commutateur bidirectionnel 18a possedant une premiere borne de
derivation 19a raccordee a la ligne de transmission 32a (figure 2),
une seconde borne de derivation 21a raccordee a la ligne de
transmission 32a (figure 2) et une borne commune 20a raccordee a la
ligne de transmission 33i (figure 2). Le commutateur bidirectionnel
18a est forme sur le substrat 41, dont le plan de raccordement a la
masse 43 est realise sur la surface interieure du substrat 41, comme
cela est represente.
Les transistors a effet de champ 50a-50b sont formes sur une partie du
substrat 41. Dans la forme de realisation preferee, les transistors a
effet de champ 50a, 50b comprennent plusieurs cellules a transistor a
effet de champ, dont chacune comporte un composant reactif (C1,)
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 50a 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 egale a
l'impedance caracteristique des sections de ligne de transmission 58a,
58b, 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 longueur
(LL) et une capacite repartie par unite de longueur (CL) est choisie
de telle maniere que, lorsque cette longueur de conducteur est
raccordee entre les cellules des differents transistors a effet de
champ, elle fournit un reseau possedant l'impedance caracteristi
+2(C"/d)))12. que predeterminee fournie par: Z0 = (LL(CL+2(C"/d)))1/2
(CL
Le commutateur bidirectionnel comporte en outre deux lignes de
transmission 58a-58b dont chacune possede une longueur electrique
essentiellement egale a un quart de la longueur d'onde (Ac/4) Ac etant
la longueur d'onde de la frequence de fonctionnement nominale du
circuit. La premiere electrode de drain 54a du transistor a effet de
champ 50a est branchee entre la premiere borne de derivation 50a et
une extremite de la ligne de transmission 58a. La ligne de
transmission 50a est branchee entre la borne de derivation 19a et la
borne commune 20a. Une electrode de drain 54b du second transistor a
effet de champ 50b est branchee entre la seconde borne de derivation
21a et une extremite de la ligne de transmission 58b.L'autre extremite
de la ligne de transmission 58b est raccordee a la borne commune 20a.
Les sources 56a-56b des transistors a effet de champ 50a-50b sont
raccordees electriquement a la masse. Les electrodes de grille 52a-52b
des transistors a effet de champ 50a-50b sont raccordees
electriquement aux lignes de commande 29il, 29il, et transmettent des
signaux complementaires dans de telles lignes.
Le commutateur d'emission/reception T/R 18a est utilise pour
transmettre un signal circulant dans la ligne de transmission 33i de
l'emetteur-recepteur 12i (figure 2), envoye a la borne commune 20a,a
l'une des bornes de derivation 19a ou 21a conformement a deux signaux
de commande complementaires presents dans les lignes 29i1, 29i1 et
envoye aux electrodes de grilles 52a, 52b.Le commutateur
d'emission/reception T/R 18a transmet un signal d'entree depuis la
borne commune 20a a la borne de derivation, de la maniere suivante: le
signal de com mande dans la ligne 29il est envoye a l'electrode de
grille 52a du transistor a effet de champ 50a en placant ce dernier
dans un etat non conducteur; de facon correspondante, le signal de
commande envoye dans la ligne 29 est applique a l'electrode de grille
52b du transistor a effet de champ 50b, ce qui place ce transistor
dans 1' etat conducteur; par suite de la mise de ce transistor a,effet
de champ 50b a l'etat conducteur, un court-cir cuit (voie de faible
impedance reliee a la masse) est etabli a l'extremite 58b' de la ligne
de transmission 58b accouplee a l'electrode de drain 54b; 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 transmission 58b), le
court-circuit sur la premiere extremite apparait sous la forme d'un
circuit ouvert Qo [impedan- ce elevee pour un signal a micro-ondes
possedant une longueur d'onde essentiellement similaire a la longueur
d'onde de la frequence de bande centrale correspondante de
fonctionnement pour le commutateur bidirectionnel 18a.
La ligne de transmission 58a et le circuit ouvert etabli par le
passage a l'etat non conducteur du transistor a effet de champ 50a,
apparaissent sous la forme d'une ligne de transmission a 50 ohms au
niveau du cote de la borne commune 58a' de la ligne de transmission
58a.
Par consequent un signal present sur la borne commune 20a est transmis
a la borne de derivation 19a. De facon similaire, par modification de
l'etat du couple complementaire de signaux de commande dans les lignes
29il,29il, il est possible de transmettre a la borne de derivation 21a
un signal a micro-ondes present sur la borne commune 20a.
Dans ce qui precede on a decrit des formes de realisation preferees de
la presente invention et il apparaitra 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 comme n'etant en
aucune maniere limitee aux formes de rea- lisation decrites, et que
toutes variantes ou modifications,qui peuvent y etre apportees,
entrent dans le cadre de la presente invention.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Dephaseur, caracterise en ce qu'il comporte plusieurs transistors
(530;530a,530b) dont chacun comporte une premiere electrode de
commande (532a,532b) une seconde electrode de commande (534a,534b) et
une electrode de sortie (536a,536b), que la premiere electrode
(532a,532b) de chaque transistor est accoupleeelectriquement a une
borne d'entree (512), que la seconde electrode de commande (534a,534b)
de chaque transistor est alimentee par un signal de commande1 et que
le dephaseur comporte en outre des moyens d'accouplement (545,
553,554a,560) raccordant l'electrode de sortie (536a,536b) de chaque
dudit ensemble des transistors a une borne de sortie (570) pour
produire, en reponse aux signaux de commande, un signal de sortie
possedant un dephasage predetermine par rapport a un signal d'entree
envoye a la borne d'entree.
2. Dephaseur, caracterise en ce qu'il comporte un substrat
(41),.plusieurs transistors (530,530a, 530b) formes sur ce substrat
(41) et comportant chacun une premiere electrode de commande (532 a,
532 b), une seconde electrode de commande (534a,534b) et une electrode
de sortie (536a,536b), que la premiere electrode de commande de chaque
transistor est raccordee electriquement a une borne d'entree (512),
que la seconde electrode de commande de chaque transistor a effet de
champ est alimentee par un signal de commande et que le dephaseur
comporte en outre des moyens d'accouplement (545,553, 554a,560) formes
sur le susbrat et raccordant electriquement l'electrode de drain
(536a,536b) de chaque transistor a effet de champ a une borne de
sortie (570) et servant a produire,en reponse auxsignaux de commande,
un signal de sortie possedant un dephasage predetermine par rapport a
un signal d'entree envoye a la borne d'entree.
3. Dephaseur selon la revendication 2, caracterise en ce que les
moyens d'accouplement comprennent une ligne de transmission a
micro-ondes (553,554a) formee sur le substrat.
4. Dephaseur selon la revendication 2, caracterise en ce que les
moyens d'accouplement comprennent en outre plusieurs lignes de
transmission a micro-ondes (553,554a) dont chacune possede une
extremite raccordee electriquement a une electrode correspondante des
electrodes de sortie (536a,536b) dudit ensemble de transistors et une
seconde extremite raccordee electriquement a la borne de sortie (570).
5. Dephaseur selon la revendication 4, caracterise en ce que la
longueur de chacune des dites lignes de transmission a micro-ondes est
choisie de maniere a fournir une difference de longueur de trajet
electrique correspondant a un increment de dephasage desire.
6. Dephaseur caracterise en ce qu'il comporte deux transistors a effet
de champ (530a,530b), dont chacun comporte une electrode de grille de
commande (532a, 532b), une electrode de grille d'entree (534a,534b) et
une electrode de drain (536a,536b), que les electrodes de grille
d'entree des deux transistors a effet de champ sont raccordees
electriquement a une source commune de signaux (512), que les
electrodes de grille de commande des deux transistors a effet de champ
sont alimentees par des signaux de commande et qu'il est prevu des
moyens d'accouplement (545,553,554a,560) raccordant electriquement les
electrodes de drain (536a,536b) de chaque transistor a effet de champ
(530a,530b) a une jonctioncommune, en vue de delivrer un signal de
sortie possedant un dephasage predetermine par rapport a un signal
d'entree envoye par la source commune de signaux, un tel dephasage
etant choisi conformement a un ensemble de signaux de commande envoyes
a l'electrode de grille de commande (534a,534b) de chacun des
transistors a effet de champ.
7. Dephaseur caracterise en ce qu'il comporte plusieurs transistors a
effet de champ (530a,530b) comportant chacun une premiere electrode de
grille (532a, 532b), une seconde electrode de grille (534a,534b) et
une electrode de drain (536a,536b), que les premieres electrodes de
grille des differents transistors a effet de champ sont raccordees
electriquement a une source commune de signaux d'entree (530), que les
secondes electrodes de grille des differents transistors a effet de
champ sont alimentees par des signaux de commande, et qu'il est prevu
des moyens d'accouplement (545, 553,554a,563) raccordes electriquement
a chaque electrode de drain (536a,536b) de chaque transistor a effet
de champ en des emplacements correspondants le long desdits moyens
d'accouplement pour produire, en reponse aux signaux de commande, un
signal de sortie possedant un dephasage predetermine par rapport a un
signal d'entree applique a partir de la source commune de signaux
d'entree.
8. Dephaseur selon la revendication 6, caracterise en ce que les
moyens d'accouplement sont constitues par une ligne de transmission a
micro-ondes (553,554).
9. Dephaseur commande numeriquement, caracterise en ce qu'il comporte
une borne d'entree~-(512), unebor- ne de sortie (1570), une borne de
commande (29i,29i), en vue de delivrer au niveau de la borne de sortie
un signal dephase d'une valeur predeterminee par rapport a la phase
d'un signal applique a la borne entree, et qu'il comprend plusieurs
etages dephaseurs (40"a, 40"b,4O"c), dont chacun est interconnecte en
cascade avec un etage Suivant entre la borne d'entree et la borne de
sortie, et que chaque etage comporte deux tran sistors (530a,530b) et
un couple de lignes de transmission (536a,536b) interconnectees
electriquement de maniere a appliquer de facon selective un dephasage
incremental a un signal, qui leur est applique, en fonction d'un
couple de signaux de commande complementaires envoyes aux transistors
(530a,530b).
? ?
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