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Présentation DRO
Diagramme de phases

Sur verre PTFE

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Phase 2
Phase 3
Phase 4, 5 et 6
Phase 7
Fichier touchstone
Bibliographie

 

Sondeur 60 GHz

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Oscillateurs à Résonateur Diélectrique

Conception d'Oscillateur à Résonateur Diélectrique DRO

J.M. FLOC'H, L. DESCLOS

 L.C.S.T., I.N.S.A. de Rennes
20 avenue des buttes de Coesmes
35043 Rennes France

UPRES-A 6075 du C.N.R.S. " Structures rayonnantes", partenaire du G2RM

Tel : 99 28 65 95 ; Fax : 99 38 62 48 : E mail : Jean-Marie.Floch@insa-rennes.fr

Cette méthodologie se déroule en six étapes et traite le problème à l'aide d'un simulateur linéaire.

La topologie de l'oscillateur est celle de la Fig. 1.

 

Topologie du DRO .

 

1 ) On choisit et dimensionne le résonateur diélectrique . Il faut ajuster la position du résonateur par rapport à la ligne microruban (distance d) et introduire un plan de masse supérieur (distance H).Pour le résonateur, on utilise généralement les données fournies par le constructeur mais dans ce cas on est obligé d'utiliser des diamètres standards. Une autre alternative est d'utiliser les formules de conception données par Kajfez et Guillon [ 6 ]. Cela permet de trouver au mieux le volume du résonateur, mais la difficulté est de tailler ensuite le résonateur , car le matériau utilisé est très dur et cette opération nécessite des moyens d'usinage spécifiques . Dans les deux cas on préférera viser une fréquence plus basse pour se réserver une possibilité de réglage fin en rapprochant du résonateur le plan de masse supérieur. Ensuite il faut caractériser, vu à travers la ligne microruban d'accès, le résonateur de façon à en extraire les valeurs des éléments de son schéma équivalent.

2 ) On sélectionne ensuite un dispositif actif capable d'osciller à la fréquence voulue et de délivrer la puissance nécessaire. Les paramètres S linéaires petits signaux du dispositif sont extraits de la notice du constructeur.

3 ) On ajoute alors une contre réaction série pour rendre le cœfficient de réflexion sur la grille du transistor très supérieur à 1.

4 ) On réalise un dispositif à un accès comprenant l'élément actif , la contre réaction et la charge avec lequel on va calculer l’impédance à son port d’accès (Fig 2 qui est une partie de la Fig 1) .

Figure 2

Figure 2

Réalisation d’une résistance négative sur la grille

 

On optimise Za (w) = Ra (w) + jXa (w) de telle manière que sa partie réelle Ra (w) soit largement négative et que la variation de sa partie imaginaire Xa (w) près de la résonance w = wo soit maximum ; on assure ainsi un cœfficient de qualité élevé.

5 ) On ajuste la longueur électrique q pour compenser la réactance Xa (w) de l'impédance Za par Xi ( w ), la réactance d'entrée du résonateur comme le suggère la Fig 3 qui est l’autre partie de la Fig 1. On a alors Xi (w) = - Xa (w).

 

Figure 3

Compensation de la partie imaginaire de l’impédance Za.

6 ) Connaissant enfin les conditions précises sur l'entrée du dispositif actif et l'élément de réaction série, on détermine les éléments du circuit d'adaptation . Sur un oscillateur ou un générateur, le cœfficient de réflexion S11 est l' inverse d'un cœfficient de réflexion normal, donc on cherchera un S11 en dB supérieur à zéro.

On vérifie enfin que les conditions d'oscillation n'ont pas évolué sur la grille du transistor, sinon on réoptimise l'ensemble du circuit à partir de l'étape 4 selon l'organigramme présenté ci-après.

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