EP3171451A1 - Combineur spatial de puissance - Google Patents

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EP3171451A1
EP3171451A1 EP16200051.7A EP16200051A EP3171451A1 EP 3171451 A1 EP3171451 A1 EP 3171451A1 EP 16200051 A EP16200051 A EP 16200051A EP 3171451 A1 EP3171451 A1 EP 3171451A1
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EP
European Patent Office
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power combiner
transmission lines
spatial power
combiner
spatial
Prior art date
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Granted
Application number
EP16200051.7A
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German (de)
English (en)
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EP3171451B1 (fr
Inventor
Hadrien THEVENEAU
Matthieu Werquin
Christophe GAQUIÈRE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universite Lille 1 Sciences et Technologies
Microwave Characterization Center
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Universite Lille 1 Sciences et Technologies
Microwave Characterization Center
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Filing date
Publication date
Application filed by Universite Lille 1 Sciences et Technologies, Microwave Characterization Center, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Universite Lille 1 Sciences et Technologies
Publication of EP3171451A1 publication Critical patent/EP3171451A1/fr
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Publication of EP3171451B1 publication Critical patent/EP3171451B1/fr
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/30—Auxiliary devices for compensation of, or protection against, temperature or moisture effects ; for improving power handling capability
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H01P3/08—Microstrips; Strip lines
    • H01P3/081—Microstriplines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/02—Coupling devices of the waveguide type with invariable factor of coupling
    • H01P5/022—Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions
    • H01P5/028—Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions between strip lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/22—Attenuating devices
    • H01P1/23—Attenuating devices using ferromagnetic material

Definitions

  • the present invention relates to a spatial power combiner having a plurality of inputs and an output.
  • a power combiner is a device for combining the power of multiple inputs into a single output.
  • the generation of high power is necessary in some applications, for example in radar systems to emit a high power signal or communication systems to deliver a high power signal to a communication channel.
  • a power combiner is needed to add or combine power outputs from multiple power amplifiers.
  • power combiners are frequently used with a set of power amplifiers, each power amplifier amplifying an input signal and providing an output signal.
  • the power combiner combines the power of the output signals of the power amplifiers and generates a total output power.
  • a spatial power combiner is a type of power combiner consisting of a cavity powered by signals from a set of input transmission lines, respectively. The power from each line is combined and recovered in an output central transmission line.
  • the power combiner inputs are not isolated from each other.
  • each input of the combiner has an influence on the other inputs, a failure at an input or components connected to this input can be propagated at the other inputs.
  • the failure of a single power amplifier can cause significant degradation in the performance of the power combiner, which can cause a failure in the operation of a device in which the power combiner is used.
  • the present invention aims to solve at least one of the aforementioned drawbacks and to provide a spatial power combiner in which the reliability is improved.
  • the present invention proposes according to a first aspect a spatial power combiner comprising a plurality of inputs to which are connected respectively a set of transmission lines, and an output.
  • the spatial power combiner further comprises a cavity forming body, the plurality of transmission lines longitudinally passing through said cavity and being disposed around an absorbing member extending longitudinally in said cavity.
  • the absorbent element makes it possible to isolate the transmission lines from one another, the signals carried by the transmission lines thus having no influence between them.
  • this transmission line has no effect on the other transmission lines of the assembly and the power combiner always delivers a proper output signal, in the worst case. cases, the power output can be reduced.
  • the length of the absorbent element is equivalent to the length of the transmission lines in the spatial power combiner.
  • the absorbent element extends longitudinally over the entire length of the transmission lines, which improves the isolation of the inputs to each other and can facilitate the assembly of the power combiner during its manufacture.
  • the length of the absorbent element is less than the length of the transmission lines in the spatial power combiner.
  • the absorbent element extends starting from the input of said spatial power combiner.
  • the dissipation of the energy dissipated in the form of heat in the power combiner is improved because the heat travels a reduced distance.
  • the absorbent element extends from the output of said spatial power combiner.
  • the spatial power combiner further comprises heat dissipation means extending longitudinally in the cavity, the absorbent element surrounding the dissipation means.
  • the heat dissipation means comprise a metal rod.
  • the absorbent element extends from the inlet and the length of the absorbent element is less than the length of the transmission lines, the distance traveled by the heat along the rod metal is reduced.
  • the transmission lines are microstrip transmission lines.
  • the inputs of the spatial power combiner have a low impedance.
  • connection of the combiner inputs to electronic circuits or components having low impedance outputs is thus ease. Indeed, when the impedance values are close, the implementation of the impedance matching is simplified.
  • the spatial power combiner comprises a thermal evacuation module.
  • This thermal evacuation module assists in the heat dissipation of the spatial power combiner.
  • the spatial power combiner comprises an impedance pre-adaptation module arranged at the input of the spatial power combiner, the impedance pre-adaptation module comprising first portions of the transmission lines of the set of transmission lines. transmission.
  • the value of the impedance of the transmission line varies along the transmission line.
  • the impedance increases along the transmission line.
  • the value of the impedance of a transmission line at the input of the spatial power combiner is less than the value of the impedance of the transmission line at the output of the combiner.
  • the set of layers comprises a third conductive layer serving as a potential reference.
  • the impedance pre-adaptation module comprises a support on which the first parts of the transmission lines are arranged, the support comprising a set of recesses, each first part of the transmission lines of the transmission line. set of transmission lines being respectively disposed on a hollow of the set of recesses.
  • the second conductive layer of each set of layers of each transmission line is in contact with each hollow of the support.
  • the present invention relates to a power amplification assembly formed by a spatial power combiner according to the invention and an amplification structure arranged at the input of said spatial power combiner, the amplification structure. comprising a set of inputs and a set of outputs, the outputs being respectively connected to the inputs of the spatial power combiner.
  • the transmission lines of the spatial power combiner are connected to the outputs of the amplification structure.
  • the spatial power combiner combines the powers present respectively at the outputs of the amplification structure.
  • the input transmission lines of the spatial power combiner correspond respectively to transmission lines at the output of said amplification structure.
  • the amplification structure comprises a set of power amplifiers, each power amplifier being connected to each output of the amplification structure.
  • the input signals of the power combination set are first amplified and then their power is combined by the spatial power combiner into a single output.
  • the outputs of the power amplifiers have a low impedance.
  • the impedance matching between the amplification structure and the power combiner is easily implemented.
  • the power amplification assembly has characteristics and advantages similar to those previously described in connection with the spatial power combiner.
  • a power amplification assembly according to the invention will be described with reference to the figures 1 a and 1 b.
  • the figure 1a represents a power amplification assembly 100 comprising a spatial power combiner 10 and an amplification structure 20.
  • FIG. figure 1 b An exploded view of the power amplifier assembly is shown in FIG. figure 1 b.
  • the spatial power combiner 10 is arranged at the output of the amplification structure 20.
  • the amplification structure 20 comprises a set of inputs 21a, 21b, 21c, ... and a set of outputs 22a, 22b, 22c, ..., the number of inputs and outputs of the sets being identical.
  • the amplification structure 20 further comprises a set of power amplifiers 23, each power amplifier 23 being connected to an input 21 of the amplification structure 20 and to an output 22 of the amplification structure 20.
  • Input transmission lines at 1 , b 1 , c 1 ... respectively connect the inputs 21 of the amplification structure 20 and the power amplifiers 23.
  • Output transmission lines a 2 , b 2 , c 2 ... respectively connect the power amplifiers 23 and the outputs 22 of the amplification structure 20.
  • the power amplifiers 23 respectively amplify the signals at the inputs 21 of the amplification structure 20 and generate amplified signals at the outputs 22.
  • the amplification structure 20 comprises a body 24 enclosing the power amplifiers 23 and the input transmission lines at 1 , b 1 , c 1 ... and at output 2 , b 2 , c 2 ...
  • the body 24 has an octagonal shape
  • the amplification structures comprise eight inputs 21, eight outputs 22, and eight power amplifiers 23.
  • the body of the amplification structure may have different geometric shapes, and the number of inputs, power amplification outputs and transmission lines may be different.
  • the power amplifiers 23 are known to those skilled in the art, will not be described in more detail in this document.
  • the amplification structure 20 comprises cooling means 25 disposed around the periphery of the body 24 in order to dissipate the heat produced by the power components, in particular by the power amplifiers 23.
  • the spatial power combiner 10 is arranged at the output of the amplification structure 20.
  • the outputs 22 of the amplification structure 20 are connected to inputs 11a, 11b, 11c, ... (referred to hereinafter as the document) of the spatial power combiner 10.
  • the powers of the signals at the output of the amplification structure 20 are thus combined by the spatial power combiner 10 into a single power output of the spatial power combiner 10.
  • transmission lines a, b, c, ... are respectively connected to the inputs 11a, 11b, 11c, ... of the power space combiner 10.
  • the transmission lines a, b, c, ... of the spatial power combiner 10 are a continuity of the output transmission lines a 2 , b 2 , c 2 ... of the amplification structure 20.
  • the spatial power combiner 10 further includes an output 12 on which a combined power is generated.
  • Electronic equipment can be connected to the output 12 of the spatial power combiner 10 to use this combined power.
  • the output 12 is high impedance, presenting by way of non-limiting example 50 Ohms.
  • the signal at the output 12 of the spatial power combiner 10 can thus be used, for example in an antenna or as input to a device serving as a transition from a waveguide to a coaxial line, without the need for impedance transformation. , or with an impedance transformation easy to perform.
  • the spatial power combiner 10 comprises a cylindrical body 13 forming a cavity 14.
  • the transmission lines a, b, c,... Comprise a first portion corresponding to the portion of line between the input 11 and the cavity 14 of the spatial power combiner 10.
  • a transmission line a, b, c, ... The first part of a transmission line a, b, c, ... is also called a line of acces aa, ba, ca, ...
  • Each input line a, b, c, ... further comprises a second part ab, bb, cb, ... corresponding to the portion of line between the access line aa, ba, ca ... and the output 12 of the combiner.
  • the second portions of the transmission lines ab, bb, cb, ... pass longitudinally through the cavity 14 from the input 11 of the power space combiner 10 and up to the output 12 of the power space combiner 10.
  • the input transmission lines a, b, c ... are microstrip transmission lines.
  • the connection between the amplification structure 20 and the spatial power combiner 10 can be realized directly and without requiring necessary conversions between different types of power. lines.
  • the spatial power combiner 10 comprises an absorbent element 15 extending longitudinally in the cavity 14.
  • the absorbent element 15 is placed between the input transmission lines a, b, c, ... especially between the second portions of the transmission lines ab, bb, cb, ... in the core of the combiner 101.
  • the second portions of input transmission lines ab, bb, cb, ... are arranged around the absorbent element 15.
  • the absorbent element 15 extends over the entire length of the second portions of the transmission lines ab, bb, cb, ... that is to say that it extends over the entire cavity 14 between the input 11 and the output 12 of the power space combiner 10, more particularly over the entire core of the power space combiner 101.
  • the length of the absorbent element 15 is equivalent to the length of the second portions of the transmission lines ab, bb, cb, ... in the power spatial combiner 10.
  • the length of the absorbent element 15 is less than the length of the second portions of the transmission lines ab, bb, cb, ... in the spatial power combiner 10.
  • the figure 2 represents a spatial power combiner 10 'according to a second embodiment of the invention. Note that the cavity is not shown in this figure.
  • the transmission lines a ', b', c ', ... and in particular the second parts of the transmission lines ab', bb ', cb', ... are arranged around the absorbent member 15 ', the absorbent member 15' extending longitudinally in a portion of the cavity (not shown in the figure).
  • the absorbent element 15 extends from the output 12' of the spatial power combiner 10 'over a predetermined length.
  • the predetermined length may be 50 mm.
  • this predetermined length may be different, this value varying for example depending on the nature of the absorbent element 15 'used.
  • the absorbent member 15 comprises an absorbent material, such as an epoxy resin loaded with particles of a magnetic absorbent, for example ferrite particles.
  • the spatial power combiner 10 'further includes a plastic member 16' extending longitudinally in the cavity, in extension of the absorbent member 15 '.
  • the plastic element 16 ' has a mechanical function, making it possible to keep in place the transmission lines a', b ', c', ....
  • the absorbent member 15 'and the plastic member 16' are secured to each other by means of a threaded rod disposed in a recess 18 'formed in the absorbent member 15' and the plastic member 16 .
  • a first recess portion 18a ' corresponding to the recess made in the plastic element 16', is a threaded longitudinal recess, the walls of the recess 18 'thus forming a thread.
  • a second recess portion 18b ' corresponding to the recess made in the absorbent member 15', is a recess whose walls are smooth.
  • the attachment of the absorbent member 15 'and the plastic member 16' can be achieved by different means.
  • the figure 3 represents a third embodiment of the spatial power combiner 10 ".
  • the absorbent element 15 "extends longitudinally into the cavity (not shown in this figure) while leaving of the input 11 "of the spatial power combiner 10", over a predetermined length.
  • the spatial power combiner may have a length of 300 mm, and the absorbent element of 50 mm.
  • the length of the absorbent element may be 20 mm.
  • the length values of the power space combiner and the absorbing element may be different.
  • the spatial power combiner 10 "comprises heat dissipation means 17" extend longitudinally in the cavity.
  • the heat dissipation means 17 “comprise in one embodiment a metal rod.
  • This embodiment is particularly advantageous when the metal rod allows efficient dissipation of the thermal energy in the form of heat produced in the spatial power combiner 10 ".
  • the absorbent element 15 is disposed so that it surrounds the dissipation means 17" over the predetermined length.
  • the heat dissipation means 17 extend longitudinally throughout the cavity
  • the absorbent element 15 extends over a predetermined length starting from the input 11 "of the spatial power combiner 10".
  • the heat dissipation means 17 are thus surrounded by the absorbent element 15" over the predetermined length.
  • the spatial power combiner 10 (see figure 1 ) further comprises a thermal evacuation module 18.
  • This thermal evacuation module 18 can be used with different spatial combiner structures of power 10, 10 ', 10 ", in particular with the structures represented on the Figures 2 and 3 .
  • This thermal evacuation module 18 makes it possible to dissipate more the heat produced in the spatial power combiner 10.
  • the thermal evacuation module 18 is a conventional module known to those skilled in the art and does not need to be described in detail here.
  • the outputs of the power amplifiers 23 (or outputs 21 of the amplification structure 20) have a low impedance.
  • the inputs 11 of the spatial power combiner 10 also have a low impedance.
  • the combiner output has a high impedance.
  • the spatial power combiner 10 further comprises an impedance pre-adaptation module 102.
  • This impedance pre-adaptation module 102 modifies the value of the impedance present at the input 11 of the spatial power combiner 10.
  • the impedance pre-adaptation module comprises the first parts of the transmission lines aa, ba, ca ... or access lines.
  • Each access line aa, ba, ca ... comprises a printed circuit comprising at least two conductive layers, a conductive layer carrying a signal and a conductive layer serving as potential reference.
  • the figure 4a is a simplified illustration of an exploded view of a printed circuit forming the first part of a transmission line or access line aa of the spatial power combiner 10 according to one embodiment.
  • Each access line aa, ba, ca, ... comprises a set of layers superimposed between them.
  • the set of layers comprises a first conductive layer 200, a second conductive layer 400 and a third conductive layer 700.
  • the first conductive layer 200 carries a signal
  • the second 400 and third 700 conductive layers serve as a potential reference.
  • the set of layers further comprises a first insulation layer 300, a second insulation layer 600 and an adhesive layer 500.
  • one of the conductive layers here being the third conductive layer 700, has pads 800 arranged on the edges along the layer.
  • each of the other layers has openings 900 disposed on the edge along the layer, an opening having a shape complementary to a pad 800 of the third conductive layer 700 and being located so a pad 800 can be inserted into an opening 900 of each layer of all the layers forming the access line aa.
  • the assembly formed by the studs 800 and the openings 900 form means for holding or fixing the layers of all the layers together.
  • the number of layers may be different.
  • the first conductive layer 200 has a central portion 201 and two lateral portions 202.
  • the central portion 201 of the first conductive layer 200 carries the signal carried by a transmission line a, the power of which will be combined with that of the other signals carried by the other transmission lines b, c, ....
  • the side portions 202 of the first conductive layer 200, the second conductive layer 400 and the third conductive layer 700 serve as a reference potential.
  • the lateral portions 202 of the first conductive layer 200, the second 400 and third 700 conductive layers are interconnected by the pads 800, these pads being for example metallic.
  • a first insulating layer 300 is disposed between the first 200 and the second 400 conductive layer in order to isolate the latter two.
  • the second insulating layer 600 is disposed between the second layer 400 and the third 700 conductive layers.
  • an adhesive layer 500 is disposed between the second conductive layer 400 and the second insulating layer 600.
  • the first conductive layer 200, the second conductive layer 400 and the first insulating layer 300 form a first set
  • the third conductive layer 700 and the second insulating layer 600 form a second together, the first and the second assembly being held together by means of the adhesive layer 500.
  • the impedance variation is implemented by the first conductive layer 200 and the second conductive layer 400.
  • the width of the first conductive layer 200 decreases along the first portion of the transmission line aa.
  • the width of the first conductive layer 200 thus has a lower value at the output of the impedance pre-adaptation module 102, 102 '(or at the input of the core of the combiner 101, 101') than at the level of the the input of this module 102, 102 '(or at the input of the power space combiner 10).
  • the second conductive layer 400 has an opening 401.
  • This opening 401 or the width of the opening 401, increases along the first portion of the transmission line aa.
  • the opening 401 of the second conductive layer 400 is thus greater at the output of the impedance pre-adaptation module 102, 102 '(or at the input of the core of the combiner 101, 101') than at the level of the the input of this module 102, 102 '(or the input of the power space combiner 10).
  • the figure 4b is a simplified illustration of an exploded view of a printed circuit forming the first part of a transmission line or access line aa 'of the spatial power combiner 10 according to a second embodiment.
  • the set of layers forming the access line aa ' comprises a first conductive layer 200', a second conductive layer 400 'and an insulating layer 300'.
  • This access line aa is disposed on a support or soleplate 1000', the second conductive layer 200 'being in contact with the hollow 1001'.
  • the support 1000 ' comprises a set of recesses 1001', each recess 1001 'having a shape suitable for receiving the printed circuit forming the access line aa'.
  • the number of hollows is equal to the number of access lines aa ', ba', ca ', ...
  • the support 1000 ' may be in one piece or be formed by a set of supports, each support being associated with an access line aa', ba ', ca', ...
  • the support 1000 'further comprises a second recess 1002' made in the first recess 1001 ', the second recess 1002' receiving a second insulation layer 600 '.
  • the second insulation layer 600 'and the second cavity 1002' thus have complementary shapes.
  • the support 1000 ' is made of metal.
  • the first conductive layer 200 ' transports the signal carried by a transmission line a', the power of which will be combined with that of the other signals carried by the other transmission lines b ', c' ...
  • the second conductive layer 400 'and the metal support 1000' serve as a reference potential.
  • the second conducting layer 400 ' is in contact with the support 1000'.
  • the insulating layer 300 ' is disposed between the first conductive layer 200' and the second conductive layer 400 'in order to isolate them from each other.
  • the width of the first conductive layer 200 thus has a lower value at the output of the impedance pre-adaptation module 102, 102 '(or at the input of the core of the combiner 101, 101') than at the level of the the input of this module 102, 102 '(or at the input of the power spatial combiner 10').
  • the second conductive layer 400 ' has an opening 401'.
  • This opening 401 ', or the width of the opening 400', increases along the first portion of the transmission line aa '.
  • the opening 401 'of the second conductive layer 400' is thus greater at the output of the impedance pre-adaptation module 102, 102 '(or at the input of the core of the combiner 101, 101') than at the the level of the input of this module 102, 102 '(or the input of the spatial power combiner 10').
  • the impedance variation between the input and the output of the spatial power combiner is implemented only by the coaxial structure of the core of the combiner 101, 101 '.
  • the common mode impedance of the transmission lines of the coaxial structure of the power combiner increases along the coaxial structure of the combiner core 101, 101 '. This increase is implemented by reducing the ratio between diameter formed by all the transmission lines located inside the cylindrical body 13 and the inside diameter of the cylindrical body 13 of the core of the spatial power combiner 10.

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)

Abstract

Le combineur spatial de puissance (10) comporte plusieurs entrées (11 a, 11 b, 11 c, ...) auxquelles sont reliées respectivement un ensemble de lignes de transmission (a, b, c, ...), et une sortie (12). Le combineur spatial de puissance comporte en outre un corps (13) formant une cavité (14) et l'ensemble de lignes de transmission (a, b, c, ...) traversent longitudinalement la cavité (14) et sont disposées autour d'un élément absorbant (15) s'étendant longitudinalement dans la cavité (14).

Description

  • La présente invention concerne un combineur spatial de puissance comportant plusieurs entrées et une sortie.
  • Un combineur de puissance est un dispositif permettant de combiner en une seule sortie la puissance de plusieurs entrées.
  • La génération de fortes puissances est nécessaire dans certaines applications, par exemple dans des systèmes de radar afin d'émettre un signal de forte puissance ou des systèmes de communication afin de délivrer un signal de forte puissance à un canal de communication.
  • Le niveau de puissance en sortie d'un seul amplificateur de puissance n'étant pas souvent suffisant, un combineur de puissance est nécessaire pour additionner ou combiner des puissances sortant de plusieurs amplificateurs de puissance.
  • Ainsi, les combineurs de puissance sont fréquemment utilisés avec un ensemble d'amplificateurs de puissance, chaque amplificateur de puissance amplifiant un signal d'entrée et fournissant un signal de sortie. Le combineur de puissance combine la puissance des signaux de sortie des amplificateurs de puissance et génère une puissance totale de sortie.
  • De nombreuses architectures de combineurs de puissance existent. Un combineur spatial de puissance est un type de combineur de puissance constitué d'une cavité alimentée par des signaux provenant respectivement d'un ensemble de lignes de transmission en entrée. La puissance provenant de chaque ligne est combinée et récupérée dans une ligne de transmission centrale en sortie.
  • Dans les combineurs spatiaux de puissance actuels, les entrées du combineur de puissance ne sont pas isolées entre elles. Ainsi, chaque entrée du combineur a une influence sur les autres entrées, une panne au niveau d'une entrée ou des composants reliés à cette entrée pouvant être propagée au niveau des autres entrées.
  • En outre, la défaillance d'un seul amplificateur de puissance peut entrainer une dégradation importante dans les performances du combineur de puissance, pouvant entrainer une défaillance dans le fonctionnement d'un dispositif dans lequel est utilisé le combineur de puissance.
  • La présente invention a pour but de résoudre au moins un des inconvénients précités et de proposer un combineur spatial de puissance dans lequel la fiabilité est améliorée.
  • A cet effet, la présente invention propose selon un premier aspect un combineur spatial de puissance comportant plusieurs entrées auxquelles sont reliées respectivement un ensemble de lignes de transmission, et une sortie.
  • Le combineur spatial de puissance comporte en outre un corps formant une cavité, l'ensemble de lignes de transmission traversant longitudinalement ladite cavité et étant disposées autour d'un élément absorbant s'étendant longitudinalement dans ladite cavité.
  • L'élément absorbant permet d'isoler les lignes de transmission entre elles, les signaux portés par les lignes de transmission n'ayant pas ainsi d'influence entre eux.
  • En outre, en cas de défaillance au niveau d'une ligne de transmission, cette ligne de transmission ne produit aucun effet sur les autres lignes de transmission de l'ensemble et le combineur de puissance délivre toujours un signal de sortie adéquat, dans le pire des cas, la puissance à la sortie pouvant être réduite.
  • Dans un mode de réalisation, la longueur de l'élément absorbant est équivalente à la longueur des lignes de transmission dans le combineur spatial de puissance.
  • Ainsi, l'élément absorbant s'étend longitudinalement sur la totalité de la longueur des lignes de transmission, ce qui améliore l'isolation des entrées entre elles et peut faciliter l'assemblage du combineur de puissance lors de sa fabrication.
  • Dans un autre mode de réalisation, la longueur de l'élément absorbant est inférieure à la longueur des lignes de transmission dans le combineur spatial de puissance.
  • Grâce à la réduction de la longueur de l'élément absorbant par rapport à la longueur des lignes de transmission, les pertes magnétiques et diélectriques dues à l'absorbant sont réduites.
  • Dans un cas particulier, l'élément absorbant s'étend en partant de l'entrée dudit combineur spatial de puissance.
  • Grâce à cette disposition de l'élément absorbant, l'évacuation de l'énergie dissipée sous forme de chaleur dans le combineur de puissance est améliorée du fait que la chaleur parcourt une distance réduite.
  • Dans un autre cas particulier, l'élément absorbant s'étend en partant de la sortie dudit combineur spatial de puissance.
  • Dans un mode de réalisation, le combineur spatial de puissance comporte en outre des moyens de dissipation thermique s'étendant longitudinalement dans la cavité, l'élément absorbant entourant les moyens de dissipation.
  • Selon une caractéristique, les moyens de dissipation thermique comportent une tige en métal.
  • En particulier, dans le cas où l'élément absorbant s'étend en partant de l'entrée et que la longueur de l'élément absorbant est inférieure à la longueur des lignes de transmission, la distance parcourue par la chaleur le long de la tige en métal est réduite.
  • Selon une caractéristique, les lignes de transmission sont des lignes de transmission microruban.
  • Ainsi, la connexion des lignes de transmission d'entrée à des circuits électroniques est facilitée.
  • En outre, aucune transition vers un autre type de ligne de transmission n'est nécessaire, évitant des pertes liées aux transitions entre différents types de lignes de transmission.
  • Selon une autre caractéristique, les entrées du combineur spatial de puissance présentent une basse impédance.
  • La connexion des entrées du combineur à des circuits ou composants électroniques ayant des sorties à basse impédance se trouve ainsi facilité. En effet, lorsque les valeurs d'impédance sont proches, la mise en oeuvre de l'adaptation d'impédances est simplifiée.
  • Selon une autre caractéristique, le combineur spatial de puissance comporte un module évacuateur thermique.
  • Ce module évacuateur thermique aide à la dissipation thermique du combineur spatial de puissance.
  • Selon un mode de réalisation, le combineur spatial de puissance comporte un module de préadaptation d'impédance disposé en entrée du combineur spatial de puissance, le module de préadaptation d'impédance comportant des premières parties des lignes de transmission de l'ensemble de lignes de transmission.
  • Dans un mode de réalisation, chaque première partie des lignes de transmission comporte un ensemble de couches, l'ensemble de couches comportant :
    • au moins une première couche conductrice transportant un signal et ayant une largeur diminuant le long de ladite première partie de la ligne de transmission, et
    • au moins une deuxième couche conductrice servant de référence de potentiel et comportant une ouverture ayant une largeur augmentant le long de la première partie de ladite ligne de transmission.
  • Ainsi, du fait des variations de la largeur de la première couche conductrice et de l'ouverture de la deuxième couche conductrice, la valeur de l'impédance de la ligne de transmission varie le long de la ligne de transmission.
  • En particulier, l'impédance augmente le long de la ligne de transmission.
  • Par conséquent, la valeur de l'impédance d'une ligne de transmission à l'entrée du combineur spatial de puissance est inférieure à la valeur de l'impédance de la ligne de transmission à la sortie du combineur.
  • Dans une variante de ce mode de réalisation, l'ensemble de couches comporte une troisième couche conductrice servant de référence de potentiel.
  • Dans une autre variante de ce mode de réalisation, le module de préadaptation d'impédance comporte un support sur lequel sont disposés les premières parties des lignes de transmission, le support comportant un ensemble de creux, chaque première partie des lignes de transmission de l'ensemble de lignes de transmission étant respectivement disposée sur un creux de l'ensemble de creux.
  • Ainsi, la deuxième couche conductrice de chaque ensemble de couches de chaque ligne de transmission est en contact avec chaque creux du support.
  • La présente invention concerne selon un deuxième aspect, un ensemble d'amplification de puissance formé par un combineur spatial de puissance conforme à l'invention et une structure d'amplification disposée à l'entrée dudit combineur spatial de puissance, la structure d'amplification comportant un ensemble d'entrées et un ensemble de sorties, les sorties étant reliées respectivement aux entrées du combineur spatial de puissance.
  • Par conséquent, les lignes de transmission du combineur spatial de puissance sont connectées aux sorties de la structure d'amplification.
  • Ainsi, le combineur spatial de puissance combine les puissances présentes respectivement aux sorties de la structure d'amplification.
  • En outre, les lignes de transmission en entrée du combineur spatial de puissance correspondent respectivement à des lignes de transmission en sortie de ladite structure d'amplification.
  • Selon une caractéristique, la structure d'amplification comporte un ensemble d'amplificateurs de puissance, chaque amplificateur de puissance étant relié à chaque sortie de la structure d'amplification.
  • Ainsi, les signaux en entrée de l'ensemble de combinaison de puissance sont d'abord amplifiés et ensuite leur puissance est combinée, par le combineur spatial de puissance, en une seule sortie.
  • Selon une caractéristique, les sorties des amplificateurs de puissance présentent une basse impédance.
  • Ainsi, l'adaptation d'impédance entre la structure d'amplification et le combineur de puissance est facilement mise en oeuvre.
  • L'ensemble d'amplification de puissance présente des caractéristiques et avantages analogues à ceux décrits précédemment en relation avec le combineur spatial de puissance.
  • D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
  • Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
    • la figure 1a représente une vue en perspective avec arrachement partiel d'un ensemble d'amplification de puissance selon un mode de réalisation de l'invention comportant un combineur spatial de puissance selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 1b représente une vue en perspective éclatée de l'ensemble d'amplification de puissance de la figure 1a.
    • la figure 2 représente une vue en perspective avec arrachement partiel du combineur de puissance selon un second mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 3 représente une vue en perspective avec arrachement partiel du combineur de puissance selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; et
    • les figures 4a et 4b représentent une vue éclatée d'une première partie d'une ligne de transmission du combineur de puissance représentée aux figures 2 et 3 selon deux modes de réalisation.
  • Un ensemble d'amplification de puissance conforme à l'invention va être décrit en référence aux figures 1 a et 1 b.
  • La figure 1a représente un ensemble d'amplification de puissance 100 comportant un combineur spatial de puissance 10 et une structure d'amplification 20.
  • Une vue éclatée de l'ensemble d'amplification de puissance est représentée à la figure 1 b.
  • Le combineur spatial de puissance 10 est disposé à la sortie de la structure d'amplification 20.
  • La structure d'amplification 20 comporte un ensemble d'entrées 21 a, 21b, 21c, ... et un ensemble de sorties 22a, 22b, 22c, ..., le nombre d'entrées et de sorties des ensembles étant identique.
  • On notera que dans la suite de ce document, les entrées de la structure d'amplification 20 sont référencées 21 et les sorties 22.
  • La structure d'amplification 20 comporte en outre un ensemble d'amplificateurs de puissance 23, chaque amplificateur de puissance 23 étant relié à une entrée 21 de la structure d'amplification 20 et à une sortie 22 de la structure d'amplification 20.
  • Des lignes de transmission en entrée a1, b1, c1 ... relient respectivement les entrées 21 de la structure d'amplification 20 et les amplificateurs de puissance 23. Des lignes de transmission de sortie a2, b2, c2 ... relient respectivement les amplificateurs de puissance 23 et les sorties 22 de la structure d'amplification 20.
  • Ainsi, les amplificateurs de puissance 23 amplifient respectivement les signaux aux entrées 21 de la structure d'amplification 20 et génèrent des signaux amplifiés aux sorties 22.
  • La structure d'amplification 20 comporte un corps 24 enfermant les amplificateurs de puissance 23 et les lignes de transmission en entrée a1, b1, c1 ... et en sortie a2, b2, c2 ...
  • Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1a et 1 b, le corps 24 présente une forme octogonale, les structures d'amplification comportent huit entrées 21, huit sorties 22, ainsi que huit amplificateurs de puissance 23. Chaque ensemble formé par un amplificateur de puissance 23, une ligne de transmission d'entrée a1, b1, c1 ... et une ligne de transmission de sortie a2, b2, c2 ... est disposé sur une face du corps 24 en forme octogonale.
  • Bien entendu, le corps de la structure d'amplification peut présenter des formes géométriques différentes, et le nombre d'entrées, sorties d'amplification de puissance et des lignes de transmission peuvent être différentes.
  • On notera que dans cette vue partielle avec un arrachement partiel représenté sur la figure 1a, seulement trois des ensembles précités sont visibles.
  • Les amplificateurs de puissance 23 étant connus de l'homme du métier, ne seront pas décrits plus en détail dans ce document.
  • Dans le mode de réalisation représenté, la structure d'amplification 20 comporte des moyens de refroidissement 25 disposés sur le pourtour du corps 24 afin de dissiper la chaleur produite par les composants de puissance, en particulier par les amplificateurs de puissance 23.
  • Le combineur spatial de puissance 10 est disposé en sortie de la structure d'amplification 20.
  • Les sorties 22 de la structure d'amplification 20 sont reliées à des entrées 11 a, 11 b, 11 c, ... (nommés 11 dans la suite du document) du combineur spatial de puissance 10. Les puissances des signaux en sortie de la structure d'amplification 20 sont ainsi combinées par le combineur spatial de puissance 10 en une seule puissance en sortie du combineur spatial de puissance 10.
  • Ainsi, dans le combineur spatial de puissance 10 des lignes de transmission a, b, c, ... sont respectivement reliées aux entrées 11 a, 11 b, 11 c, ... du combineur spatial de puissance 10.
  • On notera que les lignes de transmission a, b, c, ... du combineur spatial de puissance 10 sont une continuité des lignes de transmission en sortie a2, b2, c2 ... de la structure d'amplification 20.
  • Le combineur spatial de puissance 10 comporte en outre une sortie 12 sur laquelle une puissance combinée est générée.
  • Sur cette sortie 12, il est ainsi généré un signal de sortie combinée présentant une puissance correspondant aux puissances combinées des signaux en entrée 11 du combineur spatial de puissance 10. Par conséquent, sur la sortie 12, il est généré un signal de sortie combiné présentant une puissance correspondant aux puissances combinées des signaux en sortie de la structure d'amplification 20.
  • Des équipements électroniques peuvent être reliés à la sortie 12 du combineur spatial de puissance 10 afin d'utiliser cette puissance combinée.
  • On notera que dans l'exemple de réalisation décrit, la sortie 12 est à haute impédance, présentant à titre d'exemple nullement limitatif 50 Ohms.
  • Le signal à la sortie 12 du combineur spatial de puissance 10 peut ainsi être utilisé, par exemple dans une antenne ou comme entrée dans un dispositif servant de transition d'un guide d'ondes vers une ligne coaxiale, sans nécessité de transformation d'impédance, ou avec une transformation d'impédance facile à effectuer.
  • Le combineur spatial de puissance 10 comporte un corps cylindrique13 formant une cavité 14.
  • Les lignes de transmission a, b, c, ... comportent une première partie correspondant à la portion de ligne entre l'entrée 11 et la cavité 14 du combineur spatial de puissance 10.
  • Dans la suite du document, la partie du combineur spatial de puissance au niveau de la cavité 14 sera nommée coeur du combineur 101. La première partie d'une ligne de transmission a, b, c, ... est aussi nommée ligne d'accès aa, ba, ca, ...
  • Chaque ligne d'entrée a, b, c, ... comporte en outre une seconde partie ab, bb, cb, ... correspondant à la portion de ligne entre la ligne d'accès aa, ba, ca ... et la sortie 12 du combineur. Les secondes parties des lignes de transmission ab, bb, cb, ... traversent longitudinalement la cavité 14 en partant de l'entrée 11 du combineur spatial de puissance 10 et jusqu'à la sortie 12 du combineur spatial de puissance 10.
  • Dans le mode de réalisation décrit, les lignes de transmission d'entrée a, b, c ... sont des lignes de transmission microruban.
  • Ainsi, dès lors que les amplificateurs de puissance 23 délivrent des signaux en sortie sur des lignes microruban, la connexion entre la structure d'amplification 20 et le combineur spatial de puissance 10 peut être réalisé directement et sans nécessiter des conversions nécessaires entre différents types de lignes.
  • Des pertes dues à la transformation des signaux entre lignes de différents types sont ainsi évitées.
  • Le combineur spatial de puissance 10 comporte un élément absorbant 15 s'étendant longitudinalement dans la cavité 14.
  • L'élément absorbant 15 est placé entre les lignes de transmission d'entrée a, b, c, ... en particulier entre les secondes parties des lignes de transmission ab, bb, cb, ... dans le coeur du combineur 101.
  • Plus particulièrement, les secondes parties de lignes de transmission d'entrée ab, bb, cb, ... sont disposées autour de l'élément absorbant 15.
  • Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, l'élément absorbant 15 s'étend sur toute la longueur des secondes parties des lignes de transmission ab, bb, cb, ... c'est-à-dire qu'il s'étend sur la totalité de la cavité 14 entre l'entrée 11 et la sortie 12 du combineur spatial de puissance 10, plus particulièrement sur la totalité du coeur du combineur spatial de puissance 101.
  • Par conséquent, dans ce mode de réalisation, la longueur de l'élément absorbant 15 est équivalente à la longueur des secondes parties des lignes de transmission ab, bb, cb, ... dans le combineur spatial de puissance 10.
  • Dans d'autres modes de réalisation, tel que le mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, la longueur de l'élément absorbant 15 est inférieure à la longueur des secondes parties des lignes de transmission ab, bb, cb, ... dans le combineur spatial de puissance 10.
  • La figure 2 représente un combineur spatial de puissance 10' selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. On notera que la cavité n'est pas représentée sur cette figure.
  • Dans ce mode de réalisation, les lignes de transmission a', b', c', ... et en particulier les deuxièmes parties des lignes de transmission ab', bb', cb', ... sont disposées autour de l'élément absorbant 15', l'élément absorbant 15' s'étendant longitudinalement dans une partie de la cavité (non représentée sur la figure).
  • Dans ce mode de réalisation, l'élément absorbant 15' s'étend en partant de la sortie 12' du combineur spatial de puissance 10' sur une longueur prédéterminée.
  • A titre d'exemple nullement limitatif, la longueur prédéterminée peut être de 50 mm.
  • Naturellement, la valeur de cette longueur prédéterminée peut être différente, cette valeur variant par exemple en fonction de la nature de l'élément absorbant 15' utilisé.
  • Dans un mode de réalisation, l'élément absorbant 15 comporte un matériau absorbant, tel qu'une résine époxy chargée de particules d'un absorbant magnétique, par exemple de particules ferrites.
  • Dans ce mode de réalisation, le combineur spatial de puissance 10' comporte en outre un élément plastique 16' s'étendant longitudinalement dans la cavité, en prolongation de l'élément absorbant 15'.
  • L'élément plastique 16' présente une fonction mécanique, permettant de maintenir en place les lignes de transmission a', b', c', ....
  • Dans ce mode de réalisation, l'élément absorbant 15' et l'élément plastique 16' sont fixés entre eux au moyen d'une tige filetée disposée dans un évidement 18' réalisé dans l'élément absorbant 15' et l'élément plastique 16'.
  • Ainsi, l'élément absorbant 15' et l'élément plastique 16' sont fixés entre eux par vissage.
  • En particulier, une première partie d'évidement 18a', correspondant à l'évidement réalisé dans l'élément plastique 16', est un évidement longitudinal taraudé, les parois de l'évidement 18' formant ainsi un pas de vis. Une seconde partie d'évidement 18b', correspondant à l'évidement réalisé dans l'élément absorbant 15', est un évidement dont les parois sont lisses.
  • Bien entendu, la fixation de l'élément absorbant 15' et de l'élément plastique 16' peut être réalisée par des moyens différents.
  • La figure 3 représente un troisième mode de réalisation du combineur spatial de puissance 10".
  • Dans ce mode de réalisation, l'élément absorbant 15" s'étend longitudinalement dans la cavité (non représentée sur cette figure) en partant de l'entrée 11" du combineur spatial de puissance 10", sur une longueur prédéterminée.
  • A titre d'exemple nullement limitatif, le combineur spatial de puissance peut présenter une longueur de 300 mm, et l'élément absorbant de 50 mm.
  • Selon un autre exemple, pour un combineur spatial de puissance à faibles pertes, la longueur de l'élément absorbant peut être de 20 mm.
  • Bien entendu, les valeurs des longueurs du combineur spatial de puissance et de l'élément absorbant peuvent être différentes.
  • Dans ce mode de réalisation, le combineur spatial de puissance 10" comporte des moyens de dissipation thermique 17" s'étendent longitudinalement dans la cavité.
  • Les moyens de dissipation thermique 17" comportent dans un mode de réalisation une tige en métal.
  • Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux dès lors que la tige en métal permet une dissipation efficace de l'énergie thermique en forme de chaleur produite dans le combineur spatial de puissance 10".
  • Dans ce mode de réalisation, l'élément absorbant 15" est disposé de sorte qu'il entoure les moyens de dissipation 17" sur la longueur prédéterminée.
  • Ainsi, les moyens de dissipation thermique 17" s'étendent longitudinalement dans la totalité de la cavité. L'élément absorbant 15" s'étend sur une longueur prédéterminée en partant de l'entrée 11" du combineur spatial de puissance 10". Les moyens de dissipation thermique 17" sont ainsi entourés par l'élément absorbant 15" sur la longueur prédéterminée.
  • Dans un mode de réalisation, le combineur spatial de puissance 10 (voir figure 1) comporte en outre un module d'évacuation thermique 18.
  • Ce module d'évacuation thermique 18 peut être utilisé avec des différentes structures de combineurs spatiaux de puissance 10, 10', 10" en particulier avec les structures représentées sur les figures 2 et 3.
  • Ce module d'évacuation thermique 18 permet de dissiper d'avantage la chaleur produite dans le combineur spatial de puissance 10.
  • Le module d'évacuation thermique 18 est un module classique connu de l'homme du métier et ne nécessite pas d'être décrit en détail ici.
  • Dans les modes de réalisation décrits, les sorties des amplificateurs de puissance 23 (ou sorties 21 de la structure d'amplification 20) présentent une basse impédance.
  • En outre, les entrées 11 du combineur spatial de puissance 10 présentent aussi une basse impédance.
  • En outre, bien que les entrées du combineur spatial de puissance présentent une basse impédance, la sortie du combineur présente une haute impédance.
  • Dans un mode de réalisation tel que celui représenté aux figures 1aet 1 b, le combineur spatial de puissance 10 comporte en outre un module de préadaptation d'impédance 102. Ce module de préadaptation d'impédance 102 modifie la valeur de l'impédance présente en entrée 11 du combineur spatial de puissance 10.
  • Le module de préadaptation d'impédance comporte les premières parties des lignes de transmission aa, ba, ca ... ou lignes d'accès. Chaque ligne d'accès aa, ba, ca... comporte un circuit imprimé comportant au moins deux couches conductrices, une couche conductrice transportant un signal et une couche conductrice servant de référence de potentiel.
  • Deux modes de réalisation d'un circuit imprimé formant les lignes d'accès aa, ba, ca ... sont représentées par les figures 4a et 4b.
  • La figure 4a est une illustration simplifiée d'une vue éclatée d'un circuit imprimé formant la première partie d'une ligne de transmission ou ligne d'accès aa du combineur spatial de puissance 10 selon un mode de réalisation.
  • Chaque ligne d'accès aa, ba, ca, ... comporte un ensemble de couches superposées entre elles.
  • Dans le mode de réalisation représenté à la figure 4a, l'ensemble des couches comporte une première couche conductrice 200, une deuxième couche conductrice 400, ainsi qu'une troisième couche conductrice 700.
  • Dans ce mode de réalisation, la première couche conductrice 200 transporte un signal, et les seconde 400 et troisième 700 couches conductrices servent de référence de potentiel.
  • L'ensemble des couches comporte en outre une première couche d'isolant 300, une deuxième couche d'isolant 600 et une couche d'adhésif 500.
  • Dans un mode de réalisation, une des couches conductrices, étant ici la troisième couche conductrice 700, comporte des plots 800 disposés sur les bords le long de la couche.
  • Dans ce mode de réalisation, chacune des autres couches (200-600) comporte des ouvertures 900 disposées sur le bord du long de la couche, une ouverture présentant une forme complémentaire à un plot 800 de la troisième couche conductrice 700 et étant située de sorte qu'un plot 800 puisse être inséré dans une ouverture 900 de chaque couche de l'ensemble des couches formant la ligne d'accès aa.
  • L'ensemble formé par les plots 800 et par les ouvertures 900 forme des moyens de maintien ou de fixation des couches de l'ensemble des couches entre elles.
  • Bien entendu, d'autres modes de fixation ou de maintien peuvent être employés dans d'autres modes de réalisation.
  • En outre, le nombre de couches peut être différent.
  • La première couche conductrice 200 comporte une partie centrale 201 et deux parties latérales 202.
  • La partie centrale 201 de la première couche conductrice 200 transporte le signal transporté par une ligne de transmission a, dont la puissance va être combinée avec celle des autres signaux transportés par les autres lignes de transmission b, c, ....
  • Les parties latérales 202 de la première couche conductrice 200, la deuxième couche conductrice 400 et la troisième couche conductrice 700 servent de potentiel de référence. Les parties latérales 202 de la première couche conductrice 200, les deuxième 400 et troisième 700 couches conductrice sont reliées entre elles par les plots 800, ces plots étant par exemple métalliques.
  • Une première couche d'isolant 300 est disposée entre la première 200 et la deuxième 400 couche conductrice afin d'isoler entre elles ces deux dernières.
  • De manière similaire, la deuxième couche d'isolant 600 est disposée entre la deuxième couche 400 et la troisième 700 couches conductrices.
  • Dans ce mode de réalisation, une couche d'adhésif 500 est disposée entre la deuxième couche conductrice 400 et la deuxième couche d'isolant 600.
  • On notera que dans l'exemple décrit, la première couche conductrice 200, la deuxième couche conductrice 400 et la première couche d'isolant 300 forment un premier ensemble, et la troisième couche conductrice 700 et la deuxième couche d'isolant 600 forment un second ensemble, le premier et le deuxième ensemble étant maintenus entre eux au moyen de la couche d'adhésif 500.
  • Bien entendu, d'autres couches conductrice, d'isolant et adhésives peuvent être ajoutées et l'ordre des couches peut être différent.
  • La variation d'impédance est mise en oeuvre par la première couche conductrice200 et la deuxième couche conductrice 400.
  • Dans l'exemple représenté, la largeur de la première couche conductrice 200 diminue le long de la première partie de la ligne de transmission aa. La largeur de la première couche conductrice 200 présente ainsi une valeur inférieure au niveau de la sortie du module de préadaptation d'impédance 102, 102' (ou à l'entrée du coeur du combineur 101, 101') qu'au niveau de l'entrée de ce module 102, 102' (ou à l'entrée du combineur spatial de puissance 10).
  • La deuxième couche conductrice 400 comporte une ouverture 401. Cette ouverture 401, ou la largeur de l'ouverture 401, augmente le long de la première partie de la ligne de transmission aa. L'ouverture 401 de la deuxième couche conductrice 400 est ainsi plus importante au niveau de la sortie du module de préadaptation d'impédance 102, 102' (ou à l'entrée du coeur du combineur 101, 101') qu'au niveau de l'entrée de ce module 102, 102' (ou à l'entrée du combineur spatial de puissance 10).
  • La figure 4b est une illustration simplifiée d'une vue éclatée d'un circuit imprimé formant la première partie d'une ligne de transmission ou ligne d'accès aa' du combineur spatial de puissance 10 selon un deuxième mode de réalisation.
  • Dans ce mode de réalisation, l'ensemble des couches formant la ligne d'accès aa' comporte une première couche conductrice 200', une deuxième couche conductrice 400' et une couche d'isolant 300'.
  • L'ensemble formé par ces trois couches forme la ligne d'accès aa. Cette ligne d'accès aa' est disposée sur un support ou semelle 1000', la seconde couche conductrice 200' étant en contact avec le creux 1001'.
  • En particulier, le support 1000' comporte un ensemble de creux 1001', chaque creux 1001' présentant une forme adéquate à recevoir le circuit imprimé formant la ligne d'accès aa'.
  • Ainsi, dans le mode de réalisation décrit le nombre de creux est égal au nombre de lignes d'accès aa', ba', ca', ...
  • Bien entendu, le support 1000' peut être d'une pièce ou être formé par un ensemble de supports, chaque support étant associé à une ligne d'accès aa', ba', ca', ...
  • Dans ce mode de réalisation, le support 1000' comporte en outre un second creux 1002' réalisé dans le premier creux 1001', le second creux 1002' recevant une deuxième couche d'isolant 600'.
  • La deuxième couche d'isolant 600' et le second creux 1002' ont ainsi des formes complémentaires.
  • La deuxième couche d'isolant 600' disposée dans le second creux 1002' du support 1000' aide au maintien du circuit imprimé formant la ligne d'accès aa' disposée dans le premier creux 1001' du support 1000'.
  • Dans le mode de réalisation décrit, le support 1000' est réalisé en métal.
  • La première couche conductrice 200' transporte le signal transporté par une ligne de transmission a', dont la puissance va être combinée avec celle des autres signaux transportés par les autres lignes de transmission b', c' ...
  • La deuxième couche conductrice 400', ainsi que le support en métal 1000' servent de potentiel de référence.
  • On notera que lorsque le circuit imprimé est inséré dans le premier creux 1001' du support 1000', la deuxième couche conductrice 400' est en contact avec le support 1000'.
  • La couche d'isolant 300' est disposée entre la première couche conductrice 200' et la deuxième couche conductrice 400' afin de les isoler entre elles.
  • Comme pour la figure 4a, d'autres couches de métallisation et d'isolant peuvent être ajoutées dans l'ensemble des couches.
  • En outre, la largeur de la première couche conductrice 200' diminue le long de la première partie de la ligne de transmission aa'. La largeur de la première couche conductrice 200 présente ainsi une valeur inférieure au niveau de la sortie du module de préadaptation d'impédance 102, 102' (ou à l'entrée du coeur du combineur 101, 101') qu'au niveau de l'entrée de ce module 102, 102' (ou à l'entrée du combineur spatial de puissance 10').
  • La deuxième couche conductrice 400' comporte une ouverture 401'. Cette ouverture 401', ou la largeur de l'ouverture 400', augmente le long de la première partie de la ligne de transmission aa'. L'ouverture 401' de la deuxième couche conductrice 400' est ainsi plus importante au niveau de la sortie du module de préadaptation d'impédance 102, 102' (ou à l'entrée du coeur du combineur 101, 101') qu'au niveau de l'entrée de ce module 102, 102' (ou à l'entrée du combineur spatial de puissance 10').
  • Dans les modes de réalisation dans lesquels le combineur spatial de puissance ne comporte pas de module de préadaptation d'impédance 101, 101', la variation d'impédance entre l'entrée et la sortie du combineur spatial de puissance est mise en oeuvre seulement par la structure coaxiale du coeur du combineur 101, 101'.
  • Dans tous les modes de réalisation, l'impédance de mode commun des lignes de transmission de la structure coaxiale du combineur de puissance augmente le long de la structure coaxiale du coeur du combineur 101, 101'. Cette augmentation est mise en oeuvre par une diminution du ratio entre le diamètre formé par l'ensemble des lignes de transmission situées à l'intérieur du corps cylindrique 13 et du diamètre intérieur du corps cylindrique 13 du coeur du combineur spatial de puissance 10.
  • On notera que la disposition des lignes à l'intérieur du corps cylindrique 13 et le propre corps cylindrique 13 forment une structure coaxiale.

Claims (17)

  1. Combineur spatial de puissance (10 ; 10' ; 10") comportant plusieurs entrées (11a, 11b, 11c, ... ; 11a', 11b', 11c', ... ; 11a", 11b", 11c", ...) auxquelles sont reliées respectivement un ensemble de lignes de transmission (a, b, c, ... ; a', b', c', ... a", b", c", ...), et une sortie (12 ; 12' ; 12"), le combineur spatial de puissance (10, 10', 10") comportant en outre un corps (13 ; 13' ; 13") formant une cavité (14) et étant caractérisé en ce que l'ensemble de lignes de transmission (a, b, c, ... ; a', b', c', ... a", b", c", ...) traversent longitudinalement ladite cavité (14) et sont disposées autour d'un élément absorbant (15 ; 15'; 15") s'étendant longitudinalement dans ladite cavité (14).
  2. Combineur spatial de puissance conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur de l'élément absorbant (15) est équivalente à la longueur des lignes de transmission (a, b, c, ...) dans le combineur spatial de puissance (10).
  3. Combineur spatial de puissance conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur de l'élément absorbant (15', 15") est inférieure à la longueur des lignes de transmission (a', b', c', ... ; a", b", c", ...) dans le combineur spatial de puissance (10' ; 10").
  4. Combineur spatial de puissance conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément absorbant (15") s'étend en partant de l'entrée dudit combineur spatial de puissance (10").
  5. Combineur spatial de puissance conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément absorbant (15') s'étend en partant de la sortie dudit combineur spatial de puissance (10').
  6. Combineur spatial de puissance conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de dissipation thermique (17") s'étendant longitudinalement dans ladite cavité, ledit élément absorbant (15") entourant les moyens de dissipation (17").
  7. Combineur spatial de puissance conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de dissipation thermique (17") comportent une tige en métal.
  8. Combineur spatial de puissance conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les lignes de transmission (a, b, c, ... ; a', b', c', ... ; a", b", c", ...) sont des lignes de transmission microruban.
  9. Combineur spatial de puissance conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les entrées (11 a, 11 b, 11 c, ... ; 11 a', 11b', 11c', ... ; 11a", 11b", 11c", ...) du combineur spatial de puissance (10 ; 10' ; 10") présentent une basse impédance.
  10. Combineur spatial de puissance conforme à l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un module d'évacuateur thermique (18).
  11. Combineur spatial de puissance conforme à l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un module de préadaptation d'impédance (102 ; 102') disposé en entrée du combineur spatial de puissance (10; 10'; 10"), ledit module de préadaptation d'impédance (102 ; 102') comportant des premières parties desdites lignes de transmission (aa, ba, ca ...; aa', ba', ca' ...) de l'ensemble de lignes de transmission.
  12. Combineur spatial de puissance conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que chaque première partie desdites lignes de transmission (aa, ba, ca, ... ; aa', ba', ca', ...) comporte un ensemble de couches, ledit ensemble de couches comportant
    - au moins une première couche conductrice (200 ; 200') transportant un signal et ayant une largeur diminuant le long de ladite première partie de la ligne de transmission (aa, ba, ca, ... ; aa', ba', ca', ...), et
    - au moins une deuxième couche conductrice (400 ; 400') servant de référence de potentiel et comportant une ouverture (401 ; 401') ayant une largeur augmentant le long de la première partie de ladite ligne de transmission (aa, ba, ca, ... ; aa', ba', ca', ...).
  13. Combineur spatial de puissance conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que l'ensemble de couches comporte une troisième couche conductrice (700) servant de potentiel de référence.
  14. Combineur spatial de puissance conforme à l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que ledit module de préadaptation d'impédance comporte un support (1000') sur lequel sont disposés les premières parties des lignes de transmission (aa', ab', ac', ...), ledit support (1000') comportant un ensemble de creux (1001'), chaque première partie des lignes de transmission de l'ensemble de lignes de transmission étant respectivement disposée sur un creux (1001') de l'ensemble creux (1001').
  15. Ensemble d'amplification de puissance caractérisé en ce qu'il est formé par un combineur spatial de puissance (10 ; 10' ; 10") conforme à l'une des revendications précédentes et une structure d'amplification (20) disposée à l'entrée (11 ; 11' ; 11 ") dudit combineur spatial de puissance (10 ; 10' ; 10"), ladite structure d'amplification comportant un ensemble d'entrées (21 a, 21 b, 21 c, ...) et un ensemble de sorties (22a, 22b, 22c, ...), les sorties (22a, 22b, 22c, ...) étant reliées respectivement aux entrées (11 a, 11 b, 11 c, ... ; 11a', 11b', 11c', ... ; 11a", 11b", 11c", ...) dudit combineur spatial de puissance (10 ; 10' ; 10").
  16. Ensemble d'amplification de puissance conforme à la revendication 15, caractérisé en ce que la structure d'amplification (20) comporte un ensemble d'amplificateurs de puissance (23), chaque amplificateur de puissance (23) étant relié à chaque sortie (22a, 22b, 22c, ...) de la structure d'amplification (20).
  17. Ensemble d'amplification de puissance conforme à la revendication 16, caractérisé en ce que les sorties (22a, 22b, 22c, ...) des amplificateurs de puissance (23) présentent une basse impédance.
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